谷歌学术镜像_Google学术搜索


当前位置:谷歌学术镜像_Google学术搜索 » 学术资讯 » 学术界 » 文章详细

【光的干涉 Interference of Light】是什么意思

发布时间:2021-10-04
光的干涉现象是波动独有的特征,如果光真的是一种波,就必然会观察到光的干涉现象。1801年,英国物理学家托马斯·杨(1773—1829)在实验室里成功地观察到了光的干涉。
两列或几列光波在空间相遇时相互叠加,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,证实了光具有波动性。
干涉现象通常表现为光场强度在空间作相当稳定的明暗相间条纹分布;有时则表现为,当干涉装置的某一参量随时间改变时,在某一固定点处接收到的光强按一定规律作强弱交替的变化。
光的干涉现象的发现,在历史上对于由光的微粒说到光的波动说的演进起了不可磨灭的作用。1801年,T.杨提出了干涉原理并首先做出了双狭缝干涉实验,同时还对薄膜形成的彩色作了解释。1811年,D.F.J.阿喇戈首先研究了偏振光的干涉现象。现代,光的干涉已经广泛地用于精密计量、天文观测、光弹性应力分析、光学精密加工中的自动控制等许多领域。
只有两列光波的频率相同,相位差恒定,振动方向一致的相干光源,才能产生光的干涉。由两个普通独立光源发出的光,不可能具有相同的频率,更不可能存在固定的相差,因此,不能产生干涉现象。
双光波干涉
即两个成员波的干涉。杨氏双孔和双缝干涉、菲涅耳双镜干涉及牛顿环等属于此类。双光波干涉形成的明暗条纹都不是细锐的,而是光强分布作正弦式的变化,这就是双光波干涉的特征。多光波干涉则可形成细锐的条纹。
多光波干涉即多于两个成员波的干涉。陆末-格尔克片干涉属于此类。图1中A为平行平板玻璃,一端开有倾斜的入射窗BC。从S发出的源波经BC进入玻璃片后在其上、下表面间多次反射。每次在上表面反射时,皆同时有一波折射入空气中。所有各次折射入空气中的波就是从同一源波按分振幅方式造成的一组成员波。在透镜L 的焦平面Π上观测干涉条纹。相邻两波在P点的位相差为式中λ 为光波在真空中的波长,n为玻璃的折射率,t为玻璃片厚度,β 为玻璃片内的光程辅助线与表面法线的夹角。在接收面光强分布的条纹十分细锐,这是多光波干涉的特征。
偏振光的干涉
在以上所举的干涉中,各成员波在考察点处可认为偏振方向大体一致。当参与干涉的两个成员波的偏振面夹有一定角(例如 90°)时,如何产生干涉见偏振光的干涉。
根据光的干涉原理可以进行长度的精密计量。利用干涉现象还可以检测加工过程中工件表面的几何形状与设计要求之间的微小差异。例如要加工一个平面,则可首先用精密工艺制造一个精度很高的平面玻璃板(样板)。使样板的平面与待测件的表面接触,于是此二表面间形成一层空气薄膜。若待测表面确是很好的平面,则空气膜到处等厚或者是规则的楔形。当光照射时,薄膜形成的干涉光强呈一片均匀或是平行、等间隔的直条纹。如果待测表面在某些局域偏离了平面,则此处的干涉光强与别处不同或者干涉条纹在该处呈现弯曲。从条纹变异的情况可以推知待测表面偏离平面的情况。偏离量为波长的若干分之一是很容易观察得到的。