Was ist Interferenz in der Physik?
Interferenzen in der Physik können sich auf zwei Phänomene beziehen. Am häufigsten treten Wellenstörungen auf. Dies passiert, wenn sich zwei oder mehr Wellen am selben Ort treffen, was dazu führt, dass sich die Wellen entweder verbinden oder auslöschen. Wenn sich kohärente Wellen mit ähnlichen Frequenzen treffen, kann das Ergebnis ein konsistentes Interferenzmuster sein. Das andere Phänomen ist eine Kommunikationsstörung, bei der ein Funkwellensignal verzerrt wird.
Es gibt viele verschiedene Arten von Wellen. Elektromagnetische Wellen bestehen aus oszillierenden elektrischen und magnetischen Feldern und bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit. Sichtbares Licht, Röntgenstrahlen, Mikrowellen und ultraviolettes (UV) Licht sind Beispiele für elektromagnetische Wellen. Schall ist auch eine Welle, obwohl er sich anders als Licht ausbreitet und sich nicht im luftleeren Raum bewegen kann.
Wenn zwei Wellen kollidieren, ist der Effekt als Welleninterferenz bekannt. Dies bedeutet, dass die Wellen sich gegenseitig durchdringen, aber an derselben Stelle miteinander interagieren. Das Ergebnis ist eine Änderung der Amplitude oder Größe der beiden Wellen.
Es gibt zwei Arten von Welleninterferenzen, die als konstruktiv und destruktiv bezeichnet werden. Treffen sich zwei Wellen an ihrem größten Punkt, addieren sich die beiden Wellen; Dies wird als konstruktiv bezeichnet. Es wird eine Welle erzeugt, die doppelt so groß ist, während sich die Wellenberge überlappen. Das gleiche passiert, wenn sich die beiden Wellen an ihren tiefsten Punkten treffen.
Eine destruktive Wechselwirkung entsteht, wenn sich zwei Wellen an entgegengesetzten Schwingungspunkten treffen. Befindet sich beispielsweise eine Welle auf ihrem positiven und eine andere auf ihrem negativen Peak, heben sich die Wellen gegenseitig auf. Für Wellen mit genau derselben Amplitude ist das Ergebnis keine Welle am Kollisionspunkt.
Alle Wellen, die sich gegenseitig passieren, zeigen Welleninterferenzen. Dies ist jedoch zufällig, wenn die Wellen aus verschiedenen Quellen mit unterschiedlichen Frequenzen stammen. Interferenz kann für praktische Zwecke verwendet werden, wenn zwei Wellen kohärent sind, was bedeutet, dass sie sehr ähnliche Frequenzen haben. Dies liegt daran, dass sich zwei Wellen mit der gleichen Frequenz im selben Schwingungspunkt konstant treffen. Wenn sich die Wellen beispielsweise an einem Punkt treffen, an dem sie genau synchron sind, hat die resultierende Welle die doppelte Amplitude.
In der Kommunikation hat Interferenz eine andere Bedeutung. Funkwellenkommunikationsexperten bezeichnen mit dem Begriff alles, was Verzerrungen in der Welle verursacht. Beispielsweise können andere elektromagnetische Wellen häufig Verzerrungen verursachen.