书城科普读物图文科普-绚丽多彩的光
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第6章 光的干涉

光的干涉指的是什么呢?很多人对这个问题可能都会产生疑问。光的干涉指的是两束或两束以上的光波在特殊的条件下会产生重叠,这时重叠区的光强度与各束光的强度之和不相等。知道了光的干涉,那么让我们来了解一下光的干涉产生的条件。

1.各束光的频率相同。

2.各束光的振动间在每个点上有固定的相位差,即各光源间有固定的相位关系。

3.叠加点各束光向的振动有大致相同的振动方向。

干涉产生的3个条件就是我们通常说的相干条件,满足这个条件的光源和光波分别称为相干光源和相干光,这是干涉的3个基本概念。

一般来说,光源与光源之间存在着各自发光的随机性,因此它们之间不可能有固定的相位关系,所以大多数的光波都不是相干光,光的干涉这种光学现象也不会产生。光源与光源叠加时的总光强与两束光单独存在时的光强之和相等,这种情况称为非相干叠加。

那么怎样来制造干涉呢?把从同一光源发出的光波分成两束,让这两束光波分别经过不同的光程,然后再把它们叠加起来。在这样一种情形下,叠加点上的两束光波振动间的相位差由光程差来决定,因此光的干涉就很容易实现了。

分开光束可以采用不同的方法,根据分开光束方法的不同,可把干涉分为分波干涉和分振幅干涉两类:前者是借助光学装置将同一入射波分割成两部分,后者是利用光在界面上的反射和折射将同一入射振动分成两部分。按照光源的不同,可将干涉分为非定域干涉和定域干涉两类:如果光源是点光源,那么在重叠区的任何地方都能观察到干涉,这种干涉称为非定域干涉;如果光源是扩展光源,则只能在重叠区的特定区域观察到干涉,这种干涉称为定域干涉。

一切波都会产生干涉,这是波的共性,光会产生干涉证明了光其实是一种波,这就为光的波动性提供了有利的证据。现在光的干涉原理被广泛运用到工业上,它对仪器的检测和全息照相等技术提供了支持,它在我们社会的工业领域发挥了重要的作用。