interferentiepatronen

Interferentiepatronen zijn variaties in de intensiteit van een golfveld die ontstaan door de superpositie van twee of meer coherente golven. Ze komen voor bij licht, geluid, watergolven en bij materiegolven zoals elektronen.

De patronen ontstaan wanneer golven met vergelijkbare fasen elkaar ontmoeten en elkaar versterken of verzwakken. Belangrijke voorwaarden zijn coherentie, voldoende monochromatisch licht of een vergelijkbare bron, en vergelijkbare padlengtes zodat interferentie kan plaatsvinden.

Bij optische interferentie leveren constructieve interferentie helderheid en destructieve interferentie donkere randen op. In het klassieke dubbelspleetexperiment geldt δ = d sin θ; heldere fringes bij δ = m λ en donkere fringes bij δ = (m+1/2) λ. Als beide spleten smal zijn, is de intensiteit I(θ) ∝ cos^2(π d sin θ / λ).

Dunne-filmen interfereren ook: zeepfilms, olie op water en andere lagen geven kleurrijke patronen afhankelijk van de filmdikte en de invalshoek, doordat reflecties met verschillende fasen elkaar kunnen versterken of afwerpen.

Kwantitatief kan de patronen worden beschreven met de fringe-afstand Δy ≈ λ L / d voor kleine hoeken, en minima voor de enkelvoudige spleet en soortgelijke geometrieën.

Toepassingen bevinden zich in interferometrie (Michelson-, Mach-Zehnder-interferometers), precisemetrologie, spectroscopie, beeldvorming en holografie. Interferentiepatronen leveren tevens cruciaal bewijs voor de golfnatuur van licht en andere deeltjes.

In de quantummechanica tonen interferenties van materiegolven aan dat deeltjes zowel golf- als deeltje eigenschappen kunnen vertonen; elektronen, neutronen en moleculen kunnen interfereren wanneer coherente bronnen worden gebruikt.

---