Interferenz, Optik und Optiker

INTERFERENZ

Unter Interferenz versteht man die, Ueberlaqerunq von mehreren Wellen und der daraus resultierenden gegenseitigen Beeinflussung. Interferenz kann bei allen Wellenarten auftreten, wie bei den Wasser- und Schallwellen, so auch bei den Lichtwellen. Um die Ueberlangerung von Lichtwellen sichtbar zu machen, braucht es kohärentes Licht; also Licht einer eng begrenzten Lichtquelle oder Teilung eines Wellenzuges. Unkohärentes Licht sendet keine kontinuierlichen Wellenzüge aus. Die Phasen sind so verschieden, dass sie für nur 10 hochminusacht Sekunden ihr Aussehen behalten und für uns somit unsichtbar bleiben. Wenn zwei Wellen sich überlagern, kann es zur Verstärkung, Abschwächung oder Auslöschung der Amplitude kommen.

Verstärkung tritt ein, wenn der Gangunterschied null oder ein gerades Vielfaches der halben Wellenlänge ist.

Abschwächung wird erreicht, wenn der Gangunterschied ein ungerades Vielfaches einer halben Wellenlänge ist und die beiden Amplituden ungleiche Höhen aufweisen.

Auslöschung erhält man wie vorher erwähnt, wenn bei einem Gangunterschied der halben Wellenlänge oder einem ungeraden Vielfachen davon, die Amplitudenhöhe identisch ist.

Die Interferenzfarben auf Seifenblasen sind bestens bekannt. An dünnen Schichten ist immer gerade das restliche Farbengemisch sichtbar, da vom weissen Licht an einer Stelle immer höchstens eine Farbe ausgelöscht wird.

Weil sich die Dicke der Seifenschicht ständig ändert, erhalten wir das bekannte reizvolle Schillern der Blase. Eine Oelschicht auf Wasser ist so dünn, dass hier die gleichen Effekte auftreten, ebenfalls haben Anlassfarben bei Stahl dieselbe Ursache, da er sich beim Erwärmen mit einer hauchdünnen Oxydschicht überzieht, die mit steigender Temperatur immer dicker wird. Daraus ist die Aenderung der Anlassfarbe zu erklären. Eine wichtige technische Anwendung finden wir bei den Entspiegelung-Schichten. Zu diesem Zweck wird mittels eines Vakuum-Aufdampf-Verfahrens ein durchsichtiges Medium auf die Oberfläche aufgebracht. Die Schichtdicke wird so gewählt, dass der Gangunterschied gerade einer halben Wellenlänge entsprich. Dabei muss man sich natürlich auf eine bestimmte Wellenlänge beschränken. Zweckmässigerweise wird die für das Auge am hellsten erscheinende Farbe Gelb ausgelöscht. Dadurch wird der Reflex des gelben Lichtes durch lnterferenz völlig vernichtet, die angrenzenden Spektralfarben stark abgeschwächt. Das restliche Farbgemisch kann man dadurch natürlich nicht mehr auslöschen, weshalb die vergütete Optiker bei schrägem Draufsehen einen bläulich/violetten Restfeflex hat. Zur Interferenz an dünnen Schichten müssenjedoch zwei Bedingungen erfüllt sein: Amplitudenbedingung

Erwähnt seien doch noch die "Newton'schen Ringe". Zwei unterschiedlich gewölbte Flächen zeigen bei Beleuchtung eine ringförmige Abbildung. Die Erklärung ist relativ einfach: Zwischen den beiden Gegenständen befindet sich eine Luftschicht, welche nicht gleichmässig dick ist. Ist die Schichtdicke genau 1/2 oder ein ungerades Vielfaches davon, so erscheinen dort dunkle Streifen als Zeichen der Auslöschung. Dunkel können diese Linien Jedoch nur sein, wenn die Testanordnung mit monochromatischem Licht bestrahlt wird. Nimmt man weisses Licht, so lnterferiert je nach Schichtdicke jeweils eine Farbe, die anderen bilden den Restreflex. So werden die Streifen oder Ringe der Interferenz farbig und nicht dunkel und hell.