Kan ljusvågor släcka ut varandra?

Svar av Ove Axner, professor i fysik, verksam inom området laserfysik,  Umeå universitet

Du har helt rätt i att vågors toppar och dalar kan släcka ut varandra. I allmänhet gäller att när två (eller flera) vågor utbreder sig i samma medium kan de samverka – något som kallas för interferens. Detta kan ske för både för ljud och ljus, trots att vågorna som bildar dessa fenomen är av olika karaktär.

Ljudvågor är mekaniska vågor i ett medium. I luft utgörs de av skillnader i täthet: förtätningar och förtunningar av luften. Två ljudvågor med samma frekvens förstärker varandra (konstruktiv interferens) i punkter där två förtätningar möts, men försvagar varandra (destruktiv interferens) där den ena vågens förtätning möter den andras förtunning. Inom akustik används detta för så kallad aktiv brusreducering: Man spelar in ett visst (störande) ljud och sänder ut det med kort fördröjning så att destruktiv interferens uppstår på den plats där man vill minska ljudet.

Ljusvågor är något helt annat – en vågrörelse i ett elektromagnetiskt fält som inte kräver ett medium, utan fortplantar sig även i vakuum. Även dessa vågor kan dock samverka och skapa områden med konstruktiv interferens (förstärkt ljus), respektive destruktiv interferens (svagare eller inget ljus). Olika former av interferensmönster uppstår beroende på vågornas utbredningsriktningar. Ett välkänt exempel är ”interferens i dubbelspalt”.

En viktig skillnad gäller våg­längden. Ljud har ofta våglängder i meterområdet, medan ljusets våglängder är kortare än en mikro­meter. Därför får ljus mycket små­skaligare interferensmönster med korta avstånd mellan för­stärkande och försvagande delar. Detta gör i sin tur att de praktiska användningsområdena för dessa två fenomen blir olika. Medan ljud­interferens kan användas för att släcka ut oönskat ljud, kan ljusinterferens i stället bland annat nyttjas för mätningar med mycket stor exakthet av sådant som avstånd, våglängder och frekvenser.