17.4光的干涉现象

我们知道，干涉和衍射是波独有的现象，既然光是一种波，那么，光肯定也会发生干涉和衍射现象，下面我们就来介绍下光的干涉以及衍射。

在前序的介绍里，我们知道，如果两列机械波频率相同，相位差恒定，振动方向相同的话，这两列波就会发生干涉，也会形成稳定的干涉的图像。那么，对于光来说，如果两束光的频率相同、相位差恒定、振动方向也相同的话，会不会发生干涉现象呢？

光的干涉实验早期是由英国物理学家托马斯杨在1801年实验成功的，当时使用日光照亮一条狭窄的缝，通过这条单缝的光再通过后面的双缝，通过双缝的两束光就发生了干涉现象。这就是著名的杨氏双缝干涉实验。

杨氏双缝干涉实验，证明了光是一种波，并且也证明了，如果两束光的频率相同、相位差恒定、振动方向也相同的话，就会发生干涉现象。

大家想一想，我们在实验中为什么让复合光或者单色光先通过单缝再通过双缝呢？

目的是为了取得两束频率相同、相位差恒定、振动方向的光，是为了满足波的干涉的条件。

如果大家在实验中没能观察到稳定的干涉图样，可能的一个原因就是我们实验过程中获得的两束光的相位差不恒定，只是发生了两束光的叠加，没能发生稳定的干涉现象。

杨氏双缝实验告诉我们，当屏幕上的某点与两条缝形成的光源的距离之差是所使用的单色光的半个波长的偶数倍时或者说其距离是波长的整数倍时，两束光在该位置是相互加强的，也就是两束光在该位置始终时波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇，就会形成亮条纹。当屏幕上的某点与两条缝形成的光源的距离之差是所使用的单色光的半个波长的奇数倍时，两束光在该位置就会相互减弱，也就是两束光在该位置是波峰与波谷相遇，就会形成暗条纹。

通过杨氏双缝干涉实验，我们测得两个相邻的亮条纹或者两个相邻的暗条纹之间的距离满足以下公式：

其中，d是双缝之间的距离，l是实验中屏幕与双缝之间的距离，λ是实验中所使用的单色光的波长。

所以对于同样的d和l的情况下，使用不同的单色光，其相邻的亮条纹或者相邻的暗条纹之间的距离是不同的，当单色光的波长越长，其相邻的亮条纹或者相邻的暗条纹之间的距离越大，反之，单色光的波长越短，其相邻的亮条纹或者相邻的暗条纹之间的距离越短。

对于可见光来说，从红到紫，波长越来越短，那么我们测得的相邻的亮条纹或者相邻的暗条纹之间的距离也就越来越短。

除了双缝干涉外，薄膜干涉也是高中物理阶段遇到的一种常见的光的干涉现象。

利用薄膜的前后形成了两列满足干涉条件的光波，我们就可以在薄膜表面看到明暗相间的条纹，或者如果是复合光的话，我们就可以在薄膜的表面看到彩色条纹，比如我们看到的肥皂泡上的彩色条纹就属于光的干涉现象。

利用薄膜的干涉现象，可以在光学元件表面涂一层一定厚度的膜，利用干涉原理，可以增加光的投射也可以增加光的反射。

薄膜干涉也是常考的知识点，23年的北京物理高考真题的第二道选择题就考察了薄膜干涉现象。

以上就是关于光的干涉的介绍，供大家学习和参考。