interferenssikuviossa

Interferenssikuvio on aaltojen superpositiosta syntyvä intensiteettikuvio, jossa kirkkaat ja himmeät vyöhykkeet muodostuvat. Tämä ilmiö johtuu useiden koherenttien aallot yhdistyksestä ja niiden vaihe-erosta, joka voi olla sekä konstruktivinen että destruktivinen.

Interferenssikuvion syntyyn vaikuttavat reittierot, jotka aiheuttavat vaihe-eron Δ. Esimerkiksi kaksiraon järjestelmässä kirkkaat vyöhykkeet sijaitsevat kulmissa, joissa reittiero vastaa kokonaislukua kahden π:n kertolaskua. Yksinkertaisesti nähdään, että kirkkaat vyöhykkeet muodostuvat, kun havainnointipinnan viivalla y näkyy noin y ≈ λL/d, missä λ on aallonpituus, L on havainnointipinnan etäisyys ja d on raon välinen etäisyys. Heikkoviritteisessä tapauksessa kontrasti pienenee.

Käytännössä interferenssikuvioita voidaan tuottaa ja analysoida useilla laitteilla. Tyypillisiä järjestelmiä ovat kaksiraon kokeet (Youngin kokeen kaltainen asetelma), Michelsonin interferometri sekä Fabry-Pérot -etalon. Näissä järjestelmissä syntyy moninkertaisia tai säännöllisiä vyöhykkeitä, joiden paikat muuttuvat esimerkiksi valon aallonpituuden tai etäisyyksien muuttuessa.

Interferenssikuvion avulla voidaan saada informaatiota sekä valon ominaisuuksista että kohteesta. Sitä hyödynnetään aallonpituuden mittauksessa, pinnan topografian rekisteröinnissä sekä materiaalien ja rakenteiden tutkimuksessa. Visibiliteetti, V = (Imax − Imin)/(Imax + Imin), kuvaa kuvion kontrastia.

Rajoitukset liittyvät koherenssiin sekä ympäristötekijöihin. Tärinä, lämpötilan vaihtelut ja ilman olosuhteet voivat häiritä kuvion vakautta ja lisätä mittausarvon epävarmuutta.

Historia liittyy Thomas Youngin kokeisiin 1800-luvun alussa sekä myöhemmin kehitetyihin interferometreihin Nikolaus-Michelin ja Fresnelin työn myötä. Interferenssikuvio on ollut keskeinen osoitus aalto- luonteesta ja tarkka mittausmenetelmä optiikassa.