光的干涉guang de ganshe

两束（或多束）光波相遇时，产生的光强分布不等于每束光单独存在时的光强分布之和，而出现强弱相间的现象。发生干涉时，若在光束重叠的区域里放置观察屏，屏上呈现稳定的明暗相间条纹——干涉条纹。1801年，T.杨提出了干涉原理，并且用双缝实验显示出干涉现象，他还用干涉原理解释了白光照射下薄膜呈现彩色的现象。1811年，阿喇戈研究了偏振光的干涉现象。光的干涉是导致人们接受光的波动说的决定性发现之一。
若想观察到稳定而清晰的干涉条纹，相遇的各束光必须满足下列条件：
❶频率相同；
❷任意两光波的初位相差至少在一段时间间隔△t内保持不变；
❸光振动的方向大致相同，不能互相垂直；
❹振幅大致相等，不能相差悬殊。这些条件称作相干条件。前两个条件是保证条纹稳定所必须的，后两个条件将使条纹更清晰。条件
❷中△t长短取决于检测光强装置的性能，例如，用人眼观察时，因人眼所感知的不是光强的瞬时值，而是在视觉暂留时间内的平均值，在这段时间内，若因初位相差迅变而引起光强迅变，其平均效果是条纹消失，所以△t由视觉暂留时间决定。如用胶片记录，△t由曝光时间决定。满足相干条件的光称作相干光，能发出相干光的光源称相干光源。普通光源发出的光由大量波列所组成，每个波列所持续的时间小于10-⁹秒，初位相是随机的。两个普通光源发出的各波列之间毫无关系，因此，每隔10^-9秒，两个普通光源发出的两束光的初位相差就要随机地改变一次，这表明它们不是相干光。必须通过特殊的干涉装置，采用一定的方法，才能产生干涉。如把一个普通光源发出的光分成两束（或多束），这几束光的初位相是同步变化的，这就保证了初位相差恒定，成为相干光；若再使这几束光相遇，就能产生干涉。根据把光分成几束时所采用方法的不同，可将干涉分成两种：
❶分波面干涉，又称分波前干涉。把一个光源发出的光的波阵面分成多个面元，让各面元上的光沿不同的路径继续传播，然后再相遇产生干涉。常见的分波面干涉有：杨氏干涉实验、菲涅耳双面镜实验、菲涅耳双棱镜实验、洛埃镜实验、比累对切透镜实验、梅斯林实验等。
❷分振幅干涉。让光波入射到两种媒质的界面，入射光波分成反射光波和折射光波，再使它们分别继续传播，然后再相遇产生干涉。常见的分振幅干涉有薄膜干涉等。
光的干涉有着广泛的应用，例如：
❶直接进行几何量的精密计量。如测量薄膜的厚度及其微小改变；测量两个平面之间的微小夹角及其改变；检测平面和曲面的精确程度，测量的精度可达波长的数量级。
❷利用各种干涉仪，进行特殊量的精密计量。如用迈克耳孙星体干涉仪可测出视角小于0.01秒的星体直径；用瑞利干涉仪可测出液体和微量气体的折射率，从而进行化学分析；用法布里—珀罗干涉仪可研究光谱线的超精细结构。
❸利用偏振光干涉可研究桥梁、建筑等模型的应力分布（见光弹性效应）。
❹设计镀制增透膜、增反膜和干涉滤光片。
❺全息摄影中，利用物波与参考波的干涉，可记录物波的位相。

光的干涉Guang de ganshe

两束光或几束光在空间相遇时相互迭加，在某些区域始终加强，在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象。在迭加区域形成的强弱分布的图样称为干涉图样。干涉现象是波动特有的现象之一，光的干涉现象证明了光具有波动性。不是任意的两束光都能够形成干涉。能够形成干涉的条件称为相干条件。它们是：
❶两束光的频率相同。
❷两束光的振动方向相同。
❸两束光的位相差保持恒定。另外，为了确保能够产生显著的干涉现象，还必须满足：
❶两束光在相遇点的振幅不能相差太悬殊。
❷两束光在相遇点的光程差不能太大。满足相干条件的两束光称为相干光。
用一些简单的方法就可以观察到光的干涉现象。例如，在曝过光的黑色底片或硬纸板上，用锋利的刮脸刀片划出两条相距不大于0.5毫米的平行狭缝，通过它观看白炽灯的灯丝，可看到一组明暗相间的条纹。这是由于通过两狭缝的光相互迭加形成干涉，所看到的图样叫做双缝干涉图样。再如，用金属丝做一个框，浸在肥皂液中，取出后，金属框上就有一层肥皂液的薄膜，把它竖放在洒有钠盐的酒精灯近旁(薄膜在重力作用下，成上薄下厚的劈尖形)，这时就能看见肥皂薄膜上黄色的明暗相间的干涉条纹（钠盐在燃烧时发出黄色的单色光），这种干涉称为薄膜干涉。薄膜有两个表面，光照在第一个表面时，被反射回一部分，另一部分进入薄膜，在第二个表面上又被反射回一部分，被两个表面反射回来的光在空气中相遇，形成干涉。在同一条干涉条纹处，薄膜的厚度相等，因此这种干涉条纹称为等厚干涉条纹。如果照在肥皂膜上的是白光，那么薄膜上就会出现彩色的干涉条纹。例如在日光下观看吹起的肥皂泡，五颜六色，就是这个道理。由于重力的作用，薄膜的厚度在不断地变化，所以肥皂泡的颜色也在不断地变化。雨后，滴在路面的油形成一层薄膜，在阳光的照耀下，呈现各种颜色，这也是薄膜干涉的结果。