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Lexikon Physik

Interferenz

Interferenz (von engl. to interfere „aufeinandertreffen, stören“) ist ein von Isaac Newton geprägter Begriff für die Gesamtheit der charakteristischen Überlagerungserscheinungen, die beim Zusammentreffen zweier oder mehrerer Wellenzüge am gleichen Raumpunkt beobachtet werden können. Zur Interferenz kommt es nur, wenn die Phasendifferenz der Wellen nicht zu groß ist. Die Interferenz beruht auf dem Prinzip der Superposition (Überlagerungsfähigkeit).

Sehr anschaulich lässt sich die Interferenz anhand von Oberflächenwellen in Wasser verdeutlichen: Erregt man zwei benachbarte Punkte einer Wasseroberfläche mit gleicher Frequenz und Phase, so gehen von den Erregungszentren kreisförmige Oberflächenwellen aus, die sich in einiger Entfernung (genauer: auf Hyperbelscharen, deren Brennpunkte in den Erregungszentren liegen) überlagern: Es kommt zu Verstärkung (konstruktive Interferenz) oder Auslöschung (destruktive Interferenz). Sind die Wellen nicht genau in Phase, so findet an keinem Raumpunkt völlige Verstärkung oder Auslöschung statt, sondern die Wellen addieren oder subtrahieren sich nur teilweise. Interferenzerscheinungen können bei vielen Wellenerscheinungen demonstriert werden, bei Lichtwellen z. B. bei Versuchen zur Beugung an Einfach- oder Mehrfachspalten oder an dünnen transparenten Filmen (Farben dünner Plättchen, Newton-Ringe).

Ausgeprägte Interferenzerscheinungen erhält man, wenn die interferierenden Wellen annähernd gleiche Amplituden besitzen. Sind die Wellenlängen der Einzelwellen nicht gleich, so ist die Amplitude der resultierenden Wellen zeitabhängig, und es bilden sich Schwebungen, wie sie beispielsweise aus der Akustik bekannt sind, wenn zwei annähernd gleich hohe Töne zusammenklingen. Typische Interferenzerscheinungen sind auch die stehenden Wellen, die man erhält, wenn eine fortschreitende Welle reflektiert wird und reflektierte und einfallende Welle sich überlagern.

Interferenz bedeutet keine Wechselwirkung der Einzelwellen, sondern ist eine Folge ihres gleichzeitigen Vorhandenseins an einem Raumpunkt. Nach Verlassen des Interferenzgebiets weisen die Einzelwellen keinerlei bleibende Spuren des Zusammentreffens mehr auf.

Auch Materiewellen können Interferenz zeigen; für Elektronen wurde dies erstmals 1927 nachgewiesen.

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