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光的干涉在生活中的应用

如今我们已步入高科技时代，科技已经充满我们的生活，但是不管是多么高

科技的技术和产品都离不开最初简单的原理。。

牛顿曾经在他的文章《光学》中所表明光是由微粒构成的，但是在接下来的

一百年的期间里，我们对光学的研究没有大的突破裹足不前，一直等到了托马

斯·杨的出现，才为光学的研究指明了方向。光的干涉已经运用到了许多地方。

此外我们对光学元件的利用愈来愈遍及,所以我们满足人们需要的同时,我们必须

逐步提高其要求。如光的全息照相、判断透镜表面凹凸情况和检查气体浓度等与

人们生活社会发展生产各个方面日益相关。人类运用简单的原理制作出了诸多的

仪器是人类智慧的结晶，也是人类社会进步的桥梁。有了这些科学的产物我们才

能过上现在如此美好的生活。

在1801年英国的物理学家托马斯·杨(ThomasYang.1773-1829)做了物理学

史上至关重要的经典物理光学试验。托马斯·杨在一所实验室中让一束光经过一

个特别小的孔。让经过小孔的光再经过两个特别小的孔成为两束光。像这样的两

束光的光源是来自同一个地方，所以它们就成为了相干的光源。经过实验的论证，

我们在实验装置的光屏上看到了一条亮一条暗的重复的条纹，就像水波纹一样有

更多的光在空间里碰到时会叠在一块儿，有的高有的低，有的强有的弱。到后来

小孔被狭缝所取代，这就是著名的杨氏双缝干涉实验。

用强度很高的单色光照射开有小孔的光阑上，当作一个点光源，然后放在点

光源后面的是有两个小孔和的不会让光透过的光阑。随着科技的进步社会的

发展各个学科技术等相互的衔接也让光的干涉随之进步，激光技术具有高的亮度、

高的相干性让我们做光的干涉实验更加明显，并且我们还能用狭缝来取代之前的

小孔，让我们所得到的实验条纹可以直接用目镜观察就可以。经过实验得到的实验

现象拥有这么些特点，所得到的条纹是平行的而且间距相等亮条纹还是中央条纹。

减小狭缝之间的距离，最中央的明暗条纹位置不变。其他条纹都远离中央条纹，

条纹变疏。如果增大狭缝间距离，所有现象会与之相反。还有如果光源向上移

动的时候，所产生的条纹会整体向下。如果光源向下移动，条纹会整体向上。

[1]

两次移动条纹间距不变改变狭缝和光屏的距离也会使条纹发生变化，间距增大，

条纹变疏。按照惠更斯原理，我们得知杨氏双缝干涉实验是典型的分波面干涉。

有两列波在空间里遇到时会发生干涉是因为它们的振动的方向一样，振动的

频率也一样还在所观察的时间里相位差也恒定这种现象叫做波的叠加原理。光波

也是一种电磁波，传播的是交变电场，实验证明，当在空间中的几个光波相遇的

时候它们合成的光波的矢量为每个光波矢量的和即

叠加原理在杨氏双缝的实验中所得到的就是一样的的光波，它们所发出的频

率一致。并且在一样的空间里碰到时的点拥有一样的振动的方向和不改变的相位

差,像这样的光叫做相干光。假设有这样一个光波从和出发空间中两束光

[2]

振动可表为

在上面是真空中的波长，与是这两束波的折射率，是波在

真空中传播的速率，经过上面的式子我们得到相位差决定在于这两个原因。第

一个是由两点的初振动决定的，第二个是由两点到点所通过的路程和所经过介

质本身的性质决定的。并以表示折射率与路程的乘积为光程用表示

从而就是光程差，当光在真空中传播的时候几何的长度就是

光程差。那么就可以得出在均匀的介质中当，在这个时候

几何的光程差就决定着相位差

是波的个数，条纹亮的是偶数倍的时候的光程差。而条纹暗的是奇数倍

的时候的光程差。所以说两束光的相干是在空间里叠加后所出现的，光强在某些

地方加强某些地方减弱的现象。而且呈现出一定的周期性，在物理学上把这种现

象称为光的干涉。

在上面我们知道了光干涉的条件。我们为了获得稳定的干涉现象要使任何时