Interferenz

Interferenz, physikalisches Phänomen, das auftritt, wenn sich zwei oder mehrere Wellen überlappen oder schneiden. Die Amplitude bzw. die Intensität der bei der Interferenz resultierenden Welle hängt von den Frequenzen, den Amplituden und den relativen Phasen (den relativen Lagen der Wellenberge und -täler) der interferierenden Wellen ab. Man spricht von konstruktiver Interferenz, wenn sich am betreffenden Punkt zwei Wellen treffen, die gleiche Frequenzen und gleiche Phasen haben. Das bedeutet, dass immer Wellenberge und -täler genau aufeinanderfallen. In diesem Fall verstärken sich die beiden Wellen, und die Amplitude der resultierenden Welle ist gleich der Summe der beiden Amplituden der ursprünglichen Wellen. Bei der destruktiven Interferenz zweier Wellen gleicher Frequenz treffen Wellenberge auf Wellentäler, so dass die Amplitude der resultierenden Welle gleich der Differenz der beiden Amplituden der ursprünglichen Wellen ist. Daher löschen die beiden Wellen einander teilweise aus. Die vollständige Auslöschung tritt ein, wenn die Amplituden der beiden ankommenden Wellen gleich sind. Kompliziertere Interferenzerscheinungen beobachtet man, wenn die ankommenden Wellen verschiedene Frequenzen haben und/oder wenn sie nicht vollkommen in Phase sind – d. h., die Wellenberge bzw. -täler treffen nicht genau aufeinander.

Das sichtbare Licht besteht aus elektromagnetischen Wellen (siehe elektromagnetische Strahlung), die ebenfalls miteinander interferieren können. Eine Folge der Interferenz sind beispielsweise die Farben von Seifenblasen oder von dünnen Ölfilmen auf Wasser. Im weißen Licht liegen Wellen vieler unterschiedlicher Wellenlängen vor. Wenn Lichtwellen an der inneren Oberfläche einer Seifenblase reflektiert werden, dann interferieren sie mit Lichtwellen, die an der äußeren Oberfläche reflektiert werden. Je nach Wellenlänge interferieren einige der Wellen konstruktiv, andere dagegen destruktiv. Weil jede Wellenlänge einem bestimmten Farbton entspricht, werden infolge der Interferenz einige Farben verstärkt und andere ausgelöscht. Daher sieht man an der Seifenblase mehrere Farben, wobei das Phänomen auch von der Beobachtungsrichtung abhängt. Die Interferenz sichtbaren Lichtes nutzt man beispielsweise bei der Holographie und bei der Interferometrie (siehe Interferometer).

Interferenz gibt es nicht nur bei Lichtwellen, sondern bei allen Wellenarten. Funkwellen interferieren miteinander, wenn sie zum einen Teil direkt und zum anderen Teil nach der Reflexion an Gebäuden zur Empfangsantenne gelangen (siehe Antenne). Die Folge wäre dann ein gestörter Empfang. Die Interferenz von Schallwellen (Schall) muss u. a. beim Bau von Konzertsälen berücksichtigt werden, denn destruktive Interferenz kann an manchen Zuschauerplätzen bestimmte Wellenlängen bzw. Tonhöhen auslöschen.

Siehe auch Akustik; elektromagnetische Strahlung; Optik