Інтерференція хвиль, складання в просторі двох (або декілька) хвиль, при якому в різних крапках виходить посилення або ослабіння амплітуди результуючої хвилі. І. характерна для всяких хвиль незалежно від їх природи: для хвиль на поверхні рідини, пружних (наприклад, звукових) хвиль, електромагнітних (наприклад, радіохвиль або світлових) хвиль.
Якщо в просторі поширюються дві хвилі, то в кожній крапці результуюче вагання є геометричною сумою коливань, відповідних кожній з хвиль, що складаються. Цей так званий принцип суперпозиції дотримується зазвичай з великою точністю і порушується лише при поширенні хвиль в якому-небудь середовищі, якщо амплітуда (інтенсивність) хвиль дуже велика (див. Нелінійна оптика, Нелінійна акустика ). І. хвиль можлива, якщо вони когерентні (див. Когерентність ).
Простий випадок І. — складання двох хвиль однакової частоти при збігу напряму коливань в хвилях, що складаються. В цьому випадку, якщо коливання відбуваються по синусоїдальному (гармонійному) закону, амплітуда результуючої хвилі в якій-небудь точці простору
де A 1 і A 2 — амплітуди хвиль, що складаються, а j — різниця фаз між ними в даній крапці. Якщо хвилі когерентні, то різниця фаз j залишається незмінною в даній крапці, але може змінюватися від крапки до крапки і в просторі виходить деякий розподіл амплітуд результуючої хвилі з максимумами, що чергуються, і мінімумами. Якщо амплітуди хвиль, що складаються однакові: A 1 = A 2 , то максимальна амплітуда дорівнює подвоєній амплітуді кожної хвилі, а мінімальна — дорівнює нулю. Геометричні місця рівної різниці фаз, зокрема відповідної максимумам або мінімумам, є поверхні, залежні від властивостей і розташування джерел, випромінюючих хвилі, що складаються. В разі двох точкових джерел, випромінюючих сферичні хвилі, ці поверхні — гіперболоїди обертання.
Інший важливий випадок І. — складання двох плоских хвиль, що поширюються в протилежних напрямах (наприклад, прямою і відбитою). В цьому випадку виходять стоячі хвилі .
Середнє за період значення потоку енергії в хвилі пропорційно квадрату амплітуди. Тому, як випливає з вираження для результуючої амплітуди, при І. відбувається перерозподіл потоку енергії хвилі в просторі. Характерне для І. розподіл амплітуд з максимумами, що чергуються, і мінімумами залишається нерухомим в просторі (або переміщається настільки повільно, що за час, необхідний для спостережень, максимуми і мінімуми не встигають зміститися на величину, порівнянну з відстанню між ними) і його можна спостерігати лише у випадку, якщо хвилі когерентні. Якщо хвилі не когерентні, то різниця фаз j швидко і безладно змінюється, набуваючи всіх можливих значень, так що середнє значення cos j = 0. В цьому випадку середнє значення амплітуди результуючої хвилі виявляється однаковим в різних крапках, максимуми і мінімуми розмиваються і інтерференційна картина зникає. Середній квадрат результуючої амплітуди при цьому дорівнює сумі середніх квадратів амплітуд хвиль, що складаються, тобто при складанні хвиль відбувається складання потоків енергії або інтенсивностей.
Описані вище основні межі явища І. однаковою мірою відносяться як до пружних, так і електромагнітним хвилям. Проте тоді як в разі звукових хвиль і радіохвиль легко забезпечити їх когерентність (наприклад, живлячи різні гучномовці або антени одним і тим же струмом), когерентні світлові пучки можна отримати лише від одного і того ж джерела світла, застосовуючи спеціальні методи. Інша істотна відмінність між способами здійснення І. звукових хвиль і радіохвиль, з одного боку, і світлових хвиль — з іншою, пов'язано з розмірами випромінювачів. Розміри випромінювачів звукових хвиль і радіохвиль майже завжди порівнянні з довжиною випромінюваної хвилі, тоді як в разі світлових хвиль зазвичай доводиться мати справу з джерелами світла, розміри яких великі в порівнянні з довжиною хвилі. Тому при І. світлових хвиль істотну роль грає питання про протяжність джерел. Через ці особливості І. світла можна спостерігати лише в спеціальних умовах (детальніше за див.(дивися) в ст. Інтерференція світла ).
І. хвиль знаходить важливе вживання, як в наукових дослідженнях, так і в техніці. Оскільки між довжиною хвилі, різницею ходу променів, що інтерферують, і розташуванням максимумів і мінімумів існує сповна певний зв'язок, можна, знаючи різниці ходу хвиль, що інтерферують, по розташуванню максимумів і мінімумів визначити довжину хвилі, і навпаки, знаючи довжину хвилі, по розташуванню максимумів і мінімумів визначати різницю ходу променів, тобто вимірювати відстані. До приладів, в яких використовується І. хвиль, відносяться: оптичні інтерферометри, радіоінтерферометри, інтерференційні радіодалекоміри і так далі Див. також Інтерференція радіохвиль .
Літ.: Елементарний підручник фізики, під ред. Р. С. Ландсберга, 6 видавництво, т. 3, М., 1970, гл.(глав) 3; Горелік Р. С., Коливання і хвилі, 2 видавництва, М-коди.—Л., 1959; Ландсберг Р. С., Оптика, 4 видавництва, М., 1957 (Загальний курс фізики, т. 3).
