Interferenz

Grundlegendes

Interferenz tritt auf, wenn Wellen aufeinander treffen, deren Ursprungsorte verschieden sind. Treffen die Wellenfronten aufeinander, addieren sich ihre Amplituden (Auslenkung) an diesem Ort. Interferenz kann konstruktiv (zwei Wellenberge treffen aufeinander), destruktiv (Wellental und Wellenberg treffen aufeinander) oder ein beliebiger Zwischenzustand sein. So kann die enstehende Amplitude maximal die Summe der beiden Amplituden sein und minimal die Differenz (also auch 0 im Falle von gleich großen Amplituden). Interferieren können alle Arten von Wellen: Wellen auf Wasser, Schallwellen, aber auch Licht und Materiewellen. Sie müssen dazu allerdings die Kohärenzbedingung erfüllen.

Veranschaulichung

Hier sehen wir als Beispiel zwei punktförmige Quellen, deren Wellenfronten interferieren. Die Wellen auf den Bildern sind um π(=180°) verschoben. Dadurch sind an den Orten an denen auf dem linken Bild Maxima sind, auf dem rechten Bild Minima entstanden.

Hier kann man in der Animation nocheinmal die Ausbreitung der beiden Punktwellen beobachten:

Doppelspalt

Nach dem Huygenschen Prinzip sind alle Punkte einer Wellenfront Ausgangspunkt von Elementarwellen. Dies sieht man besonders wenn eine Wellenfront auf einen Doppelspalt trifft. Dahinter zeigt sich ein Interferenzmuster wie bei den Bildern zuvor:

Einzelspalt

Auch hinter einem einzelnen Spalt zeigen Wellen Interferenzmuster.

Lichtwellen

Da Licht als Welle aufgefasst werden kann, interferieren auch Lichtwellen miteinander. Dies funktioniert analog wie oben bei den Wasserwellen. Allerdings spricht man dann von Kugelwellen, da Lichwellen sich nicht an einer Oberfläche (wie die Wasserwellen auf der Wasseroberfläche) ausbreiten.

Um Interferenz bei Lichtwellen beobachten könne, müssen diese kohärent sein und die Breite der Spalte müssen in der Größenordnung der Wellenlänge sein.