Interferenz (Physik)

Interferenz zweier Sinus-Wellen mit vollständig konstruktiver und vollständig destruktiver Interferenz bei Schwingungen gleicher Wellenlänge und gleicher Amplitude gezeigt. Das dritte Beispiel zeigt, wie eine Schwebung entsteht.

Interferenz (lat. inter „zwischen“ und ferire über altfrz. s’entreferir „sich gegenseitig schlagen“) ist ein Phänomen, dass durch die Überlagerung beliebiger physikalischer Wellen entsteht. Durch die Superposition der Amplituden kommt es im rhythmischen Wechsel zur Verstärkung (konstruktive Interferenz) oder Abschwächung bzw. Auslöschung (destruktive Interferenz) der Wellen.

Mathematisch lässt sich die Interferenz mehrerer Wellen $f_i(\mathbf{𝐱},t)$ an einem Ort ${\mathbf{x}}_{\mathbf{𝟎}},$ als Superposition (Summe) der einzelnen Wellen darstellen:

$f_{\mathrm{g}\mathrm{e}\mathrm{s}}({\mathbf{x}}_{\mathbf{𝟎}},t)=\sum _i{f}_i({\mathbf{x}}_{\mathbf{𝟎}},t)$

Interferenzerscheinungen des Lichtes

Newtonsche Ringe zwischen zwei nahezu planen Flächen aufeinander liegender Linsen.

Um 1650 erkannte Christiaan Huygens, dass auch Licht derartige, durch Beugung bedingte Interferenzserscheinungen zeigt. Er begründete daraufhin die Wellenoptik, der er das später nach ihm benannte Huygenssche Prinzip zugrundelegte, welches besagt, dass jeder Punkt einer Wellenfront, die auf das Hindernis auftrifft, als Ausgangspunkt einer neuen Welle, einer so genannten Elementarwelle, betrachtet werden kann. Die neue Lage der Wellenfront ergibt sich dann durch Überlagerung (Superposition) sämtlicher Elementarwellen.

Die Beugung des Lichts an einem optischen Spalt wurde 1662 von Francesco Maria Grimaldi beobachtet und das Licht in seinem Werk De lumine als Welle beschrieben. 1802 führte Thomas Young entsprechende Experimente am Doppelspalt durch.

Durch Interferenz am Luftspalt zwischen zwei reflektierenden, nahezu parallelen Oberflächen entstehen auch die bekannten Newtonschen Ringe, die sich etwa auch bei einem dünnen, auf Wasser schwimmenden Ölfilm zeigen. Mit weißem Licht bilden sich dabei die typischen farbigen Ringe, deren Intensität mit dem Radius abnimmt.

Siehe auch

• Interferenz (Physik) - Artikel in der deutschen Wikipedia