9. A fény interferenciája

Tükrökkel vagy prizmákkal könnyen megvalósíthatunk olyan elrendezést, melyben bizonyos tartományban  két fénynyaláb keresztezi egymást. Ha valamelyik nyalábot kitakarjuk, azaz csak az egyik nyalábot engedjük a tartományba, akkor azt tapasztaljuk, hogy a geometriai optika kielégítően írja le a kialakuló fényjelenséget. Bizonyos feltételek mellett azonban, ha mindkét nyaláb jelen van, olyan fényintenzitás változásokat figyelhetünk meg, melyek a geometriai optikával nem magyarázhatók. Bizonyos helyeken az intenzitás jelentősen nagyobb, mint a két nyaláb intenzitásainak összege, és megfigyelhetünk olyan helyeket is, ahol az intenzitás jelentősen kisebb, mint a két intenzitás összege. Sőt akár ezek a helyek olyanok lehetnek, ahol egyáltalán nincs fény jelen, azaz az intenzitás zérus. A geometria optika szerint a fényintenzitás a fénysugarak sűrűségével kapcsolatos, így a geometriai optika alapján azt várjuk, hogy a két nyaláb találkozásánál a megfigyelhető intenzitás a két nyaláb intenzitásának az összege lesz. Így az említett fényintenzitás változás nem magyarázható a geometriai optika segítségével. A fényintenzitásának megfigyelt változása viszont természetes módon adódik, ha a fénynyalábok találkozását mint hullámok találkozását vizsgáljuk. Hiszen a hullámok terjedésével kapcsolatosan tudjuk, hogy két hullám azonos fázisú találkozásánál maximálisan erősítés, míg ellentétes fázisú találkozásnál pedig maximális gyengítés figyelhetünk meg. Ha a két hullám amplitúdója azonos, akkor a maximális gyengítésnél a két hullám kioltja egymást.

Ebben a fejezetben olyan fényjelenségek vizsgálatával foglalkozunk, melyeket fénynyalábok találkozásánál figyelhetünk meg, és a találkozás helyén a geometriai optika külön-külön még megfelelően írja le a nyalábok terjedését. Ezeket a jelenségeket fényinterferencia jelenségeknek szokás nevezni. Mivel a témakör igen kiterjedt, a fejezetben csupán betekintést kívánunk nyújtani. A jelenségek teljes vizsgálata egy másik - teljes, csak erről szóló - kurzus lehetne. Azokat a jelenségeket, mikor a geometriai optika már egyetlen nyaláb esetében sem ad kielégítő értelmezést, a következő fejezetben, az elhajlási jelenségek körében fogjuk vizsgálni.