Mini-kurzus
Interferencia
Interferencia akkor alakul ki, amikor két vagy több koherens hullám ugyanazon a helyen találkozik, és pillanatnyi kitéréseik szuperpozícióval összeadódnak. Az eredmény lehet erősítés, gyengítés vagy teljes kioltás attól függően, milyen fázisban érkeznek.
Útkülönbség és fázis
Azonos frekvenciájú hullámoknál az útkülönbség ΔL fáziskülönbséget okoz: Δφ=2πΔL/λ. Ha ΔL=mλ, a hullámok azonos fázisban érkeznek és konstruktív interferencia jöhet létre. Ha ΔL=(m+½)λ, ideális azonos amplitúdóknál destruktív interferencia adódhat.
Young kettős rése
Két közeli rés koherens forrásként viselkedhet. Távoli ernyőn világos és sötét csíkok sorozata jelenik meg. Kis szögeknél a csíktávolság közel Δy=λL/d, ahol L az ernyő távolsága és d a rések távolsága. Nagyobb hullámhossz vagy nagyobb ernyőtávolság szélesebb mintát ad.
Koherencia
Tartós, jól látható interferenciamintához a hullámok relatív fázisának elég stabilnak kell lennie. Két egymástól független hétköznapi fényforrás fázisa gyorsan véletlenszerűen változik, ezért a csíkok időátlagban elmosódnak. Ugyanazon forrás kettéosztásával vagy lézerrel könnyebb megfelelő koherenciát biztosítani.
Energia nem tűnik el
Destruktív interferenciánál bizonyos helyeken az amplitúdó csökkenhet vagy nullává válhat, de az energia nem semmisül meg. Más helyeken konstruktív erősítés jelenik meg; az intenzitás térben újraeloszlik. Ez fontos korrekció ahhoz a félreértéshez, hogy két ellenfázisú fényhullám „megsemmisíti egymás energiáját”.
Vékony rétegek
Szappanhártyán vagy olajfolton a felső és alsó felületről visszavert fény interferál. A réteg vastagsága, törésmutatója, beesési szög és a visszaverődéskor fellépő esetleges π fázisugrás együtt dönti el, mely színek erősödnek vagy gyengülnek. Ezért a színes mintázatból a film vastagságára is lehet következtetni.
Állóhullám
Azonos frekvenciájú, ellentétes irányban haladó hullámok interferenciája állóhullámot hozhat létre. Csomópontoknál a kitérés mindig nulla, duzzadóhelyeken maximális amplitúdó alakulhat ki. Húrok és levegőoszlopok rezonanciái ilyen állóhullám-módusokkal írhatók le.
Intenzitás és amplitúdó
Az amplitúdók összeadódnak, de az intenzitás általában az eredő amplitúdó négyzetével arányos. Két azonos amplitúdójú, azonos fázisú hullám eredő amplitúdója kétszeres lehet, így az intenzitás helyileg négyszeresre nőhet. Az összenergia ettől még a teljes térre integrálva megmarad.
Próbáld ki
Két koherens hullám útkülönbsége 1,5λ. Konstruktív vagy destruktív interferenciát várunk ideális esetben?
Megoldás
1,5λ=(1+½)λ, ezért a fáziskülönbség páratlan π többszörösének felel meg: ideális azonos amplitúdóknál destruktív interferencia várható.