Den prosess hvor to eller flere bølger med samme frekvens og bølgelengde overlagrer hverandre og danner en ny bølge med en amplitude som på hvert sted og til enhver tid er lik summen av de enkelte bølgers amplitude på samme sted og til samme tid. De interfererende bølgene kan være f.eks. vannbølger, lydbølger eller elektromagnetiske bølger (lys- og radiobølger). Et karakteristisk og forbausende fenomen ved interferens er at to bølger som hver for seg kan registreres på et sted, kan slokke hverandre ut når de møtes, f.eks. kan to lyssignaler til sammen gi mørke og to lydsignaler som består av toner med samme frekvens kan noen ganger ikke høres når de treffer øret samtidig. Dette skjer der bølgetopper og bølgedaler fra ulike bølger møtes.

Selv om to bølger alltid interfererer eller overlagrer hverandre når de møtes, forstår man med interferens i den vanlige og noe snevrere forstand bare de tilfeller hvor det vedvarende er en bestemt faseforskjell eller gangforskjell mellom bølgene. Der bølgene er i fase – faseforskjellen null – vil bølgetoppene fra de ulike bølgene møte hverandre og bølgene forsterker hverandre. Dette kalles konstruktiv interferens. Der bølgene er i motfase – faseforskjell 180° – vil bølgetopper møte bølgedaler, og bølgene svekker hverandre, destruktiv interferens. Hvis amplitudene er like store og bølgene i motfase, slokker de hverandre helt ut. Innenfor et område hvor to bølger interfererer, får man vekselvis steder med konstruktiv og destruktiv interferens. Påvisning av slike interferens-maksima og interferens-minima tas som bevis på at strålingen har bølgenatur.

For at to eller flere bølger skal danne interferensmønstre, må bølgene være koherente, dvs. de må være sendt ut av kilder med samme frekvens og ingen eller konstant faseforskjell. Koherente lydbølger, radiobølger og mikrobølger genereres lett ved at et signal deles og sendes inn på to strålingskilder (høyttalere, antenner).

Koherente lysbølger er vanskeligere å frembringe. Lys sendes ut fra de enkelte atomer eller molekyler i form av lyskvanter som kan oppfattes som meget korte bølgetog. Lyskvanter fra forskjellige atomer sendes vanligvis ut uavhengig av hverandre, og faseforskjellen mellom lyskvantene er helt tilfeldig; man får derfor ikke interferens mellom lys fra to forskjellige lyskilder, selv om de sender ut lys med samme frekvens. Heller ikke får man interferens mellom lys fra forskjellige atomer i samme lyskilde. Ved vanlige lyskilder kan man bare få interferens om man sørger for at lys fra samme atom deles opp i to stråler som møtes igjen etter å ha tilbakelagt omtrent samme vei.

Ved interferens mellom to bølger med nesten samme frekvens vil bølgene vekselvis interferere destruktivt og konstruktivt. Derved oppstår det fenomenet som kalles svevninger, hvor den resulterende bølgeamplituden varierer med en frekvens lik halve differansen mellom de to bølgefrekvensene. Fenomenet høres f.eks. ved samklang mellom to instrumenter som ikke er stemt nøyaktig likt. Bevegelige striper på fjernsynsskjermen skyldes interferens mellom signaler fra to sendere som sender med nesten samme frekvens og er altså et svevningsfenomen.

Det første kjente eksperiment hvor interferens av lys ble påvist, ble utført av T. Young 1801. Han lot lys fra en liten kilde gå gjennom to parallelle spalter og derfra mot en hvit skjerm på baksiden. Det viste seg at det oppstod en rekke mørke og lyse striper på skjermen. Dette forklares ved at lys fra samme atom passerer begge spaltene og sprer seg ut som bølger fra disse. Når de to bølgene treffer skjermen i punktet P, har den ene tilbakelagt veilengden S1P og den andre S2P. Gangforskjellen er S2P–S1P, og etter som denne er et like eller ulike antall halve bølgelengder, oppstår konstruktiv eller destruktiv interferens, kjennetegnet ved henholdsvis lyse og mørke striper på skjermen. I punktet 0 som ligger like langt fra begge spaltene, får man alltid lys. Mørke og lyse striper fremkommer bare når man bruker monokromatisk (ensfarget) lys. Med hvitt lys (eller lys sammensatt av flere farger) oppstår destruktiv interferens for de forskjellige fargene på forskjellige steder, og man får da istedenfor en mørk stripe, en stripe som er en blandingsfarge av de resterende fargene.

A. J. Fresnel benyttet istedenfor to spalter to speil, som var stilt ved siden av hverandre og litt på skrå i forhold til hverandre. Han oppnådde på den måten samme effekt, men lysintensiteten ble større og eksperimentene mer overbevisende enn Youngs.

Disse forsøkene regnes som avgjørende bevis for at lys har bølgenatur. Felles for dem og en del lignende oppstillinger er at bølgefronten fra lyskilden deles geometrisk i to og at de to delbølgene så bringes til å interferere.

En annen teknikk består i at man ved refleksjon mot tynne hinner dels får refleksjon mot forsiden, dels mot baksiden av hinnen. Derved oppstår to reflekterte bølger som er koherente og interfererer. Belyst med hvitt lys gir slike hinner ofte opphav til vakre fargespill, kjent f.eks. fra oljeflekker, sommerfuglvinger, skjell, perlemor m.m.

På tilsvarende måte kan man få interferens når lys reflekteres fra to flater som er skilt med et tynt luftlag. Et slikt fenomen, først beskrevet av Newton, oppstår når lys faller gjennom en linse som er anbrakt på en optisk plan plate. Lys som reflekteres fra undersiden av linsen interfererer med det som slipper igjennom og reflekteres av platen under. Benyttes hvitt lys, oppstår det fargede interferens-ringer, kjent som Newtons ringer.

Metoden kan benyttes for å undersøke konturen av speilende overflater. Flaten som skal undersøkes legges under en optisk plan glassplate. Hvis disse ikke slutter helt sammen, vil begge flatene reflektere lys, og dette interfererer. Nyttes monokromatisk lys med kjent bølgelengde, kan man av interferensbildet regne seg tilbake til konturen av flaten.

Lys som reflekteres fra forsiden og baksiden av en vanlig glassplate (vindusglass, speil) interfererer vanligvis ikke fordi den veilengden de to bølgene tilbakelegger er så forskjellig at bølgene etter refleksjonen ikke blir koherente.

I 1960 lyktes det å fremstille lysstråler med meget høy grad av koherens, lasere. Interferensbilder dannet ved lasere, hologrammer, vil, fordi strålen hele tiden er koherent, gi langt flere opplysninger om faseforskjellen mellom de strålene som interfererer, og dette kan man nytte for å rekonstruere den lysveien som er tilbakelagt og derved skaffe seg et tredimensjonalt bilde av en gjenstand.

Interferens av lys har funnet anvendelse i spektroskopi, spesielt for å undersøke spektrallinjers finstruktur, og i interferometre for lengdemålinger og for å bestemme lysets bølgelengde.

Interferens av lyd nyttiggjøres på tilsvarende måte i akustiske interferometre for å bestemme hastighet og forplantning av lyd, særlig ultralyd, i væsker og gasser.

Interferens av radiobølger oppstår når signaler sendes ut fra et sett av antenner (array-antenner, se antenne) eller fra to eller flere frittstående antenner. Det nyttes bl.a. ved radionavigasjon.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.