interferenssillä

Interferenssillä tarkoitetaan ilmiötä, jossa useampi aalto superpootoituu ja muodostaa alueita, joilla kokonaisamplitudi ja intensiteetti vaihtelevat riippuen aaltojen vaihe-erosta. Interferenssiä esiintyy sekä valon että äänen sekä aineaaltojen käyttäytymisessä, ja sitä käytetään laajasti fysiikassa ja teknisessä mittauksessa.

Perusperiaate perustuu superpositioon. Kun kaksi koherenttia lähdettä tuottaa aaltoja, niiden vaihe-ero delta phi saa aikaan interferenssikuvion, jossa kirkkaat ja tummat juovat riippuvat deltaphista. Jos I1 = I2 = I0, I = 4 I0 cos^2(delta phi / 2). Koherenttisuus ja tarkka vaihe-ero määräävät kuvion sääntelemisen.

Esimerkkejä ovat Youngin kaksoisvalaistuksen koe, jossa valo muodostaa kirkkaat ja tummat juovat; ohuen kalvon interferenssi, jossa värien vaihtelu riippuu kalvon paksuudesta; sekä interferenssi ääniaalloissa ja veden pinnan heijastuksissa. Interferenssi voi ilmetä sekä jatkuvassa että epäjärjestyneessä taustassa, ja se liittyy usein ympäristön koherenssiin ja vakaaseen etäisyyteen.

Interferometria on tärkeä tutkimus- ja mittausmenetelmä. Esimerkkejä ovat Michelson- ja Mach–Zehnder -interferometrit, joita käytetään pituus- ja refraktiivisuuselvityksiin sekä gravitaatioaaltojen havaitsemiseen LIGOn kaltaisissa laitteissa. Interferometria sovelletaan myös optiseen koherentioon tunnistamiseen ja kuvantamiseen (OCT) sekä spektrifääriseen interferometriaan.

Historiaan kuuluvat Thomas Youngin kokeet 1800-luvulla sekä Fresnelin ja Arago’n työ, jotka osoittivat interferenssin luonteen. Nykyisin interferenssi on perusta monille moderneille mittaus- ja kuvantamistekniikoille.