Interferens

Interferens er det fysiske fænomen, hvor to eller flere bølger mødes og interagerer med hinanden. Da dette fænomen er generelt for alle bølger, kan det observeres i mange forskellige sammenhænge fra vandbølger til lys- og lydbølger.

Når to bølger mødes kan man betragte de to som én samlet bølge. De to bølger samles helt simpelt ved, at de bliver lagt sammen.

Konstruktiv interferens

Når to bølger mødes, mens de begge er på en bølgetop, vil den samlede bølge have en bølge med højden af de to bølgetoppe lagt sammen. Vi kalder dette konstruktiv interferens, fordi de to bølger forstærker hinanden.

Konstruktiv interferens illustreret med de to bølge nederst og den resulterende bølge øverst.

Hvis de to bølger, som på ovenstående figur, har lige stor amplitude, vil den resulterende bølge have dobbelt så stor amplitude. Dette kan kun ske når de to bølger er i fase. En bølges fase bestemmer hvor på bølgekurven vi er. Når to bølger mødes kan de begge være på samme sted i bølgen, for eksempel bølgetoppen, og det tilfælde siger vi at de har en faseforskel på 0 grader. Hvis den ene bølge er ved en bølgetop og den anden er midt i mellem bølgetop og bølgedal har vi en faseforskel på 90 grader og så videre.

Faseforskellen betyder altså meget for hvilket slags interferens vi får.

Konstruktiv interferens opstår, når to bølgers samlede bølge har større amplitude end de to hver for sig.

Destruktiv interferens

Vi har destruktiv interferens når to bølger mødes, hvis den samlede bølge er mindre end de to hver for sig. Når faseforskellen er 180 grader vil to bølger med samme amplitude annullere hinanden fuldstændig. Den samlede bølge vil altså have en amplitude på 0.

Destruktiv interferens illustreret med de to bølge nederst og den resulterende bølge øverst. Faseforskellen er 180 grader.

Vi har altså to bølger hvor en bølgetop møder en bølgedal. Har de samme amplitude vil bølgetoppen trække lige så meget op som bølgedalen trækker ned.

Bølger der møder hinanden kan illustreres ved at tegne bølgetoppene som striber. Vi kalder dette interferensstriber. Ofte vil vi dog ikke ha at gøre med to bølger, der møder hinanden lige på, men vi vil snarere se et interferensmønster.

Interferensmønster skabt af to cirkulære bølger.

På ovenstående figur ser vi eksempel på et interferensmønster. Dette kunne for eksempel forekomme hvis vi kastede to sten ned i noget vand med lidt afstand i mellem dem. Når stenene bryder i gennem vandoverfladen sender de bølger afsted i cirkler omkring sig. Når disse bølger mødes vil en bølgetop møde både bølgetoppe og bølgedale, og alt der i mellem. Vi får altså et mønster af interferensstriber med et komplekst system af interferens.

Når to bølger mødes der har forskellig frekvens vil interferensmønsteret blive mere komplekst. Hvis to lydbølger der har næsten samme frekvens mødes, vil man høre de to frekvenser pulsere. Denne pulserende effekt kommer fordi amplituden af de to bølger går op og ned. Dette skyldes at bølgerne vil skifte imellem at skabe konstruktiv og destruktiv interferens mellem hinanden. Den pulserende modulation af amplituden vil have samme frekvens som forskellen i frekvens af mellem de to lydbølger.