光的干涉的基本原理

Question

如题所述

Answer 1

光的干涉原理是什么？
光的干涉是指两束或多束相干光波相互重叠时产生的光强分布不均匀的现象。这种现象通常发生在相干光源发出的光通过特定的装置后，如双缝干涉装置。
1. 双缝干涉：
当两个独立的光源发出的光不是相干光时，通过双缝干涉装置，一束光可以变为两束相干光。这两束光在光屏上相遇，形成稳定的干涉条纹。这些条纹的亮暗是由光屏上某点到两个双缝的路程差决定的。如果路程差是半波长的偶数倍，则该点出现亮条纹；如果路程差是半波长的奇数倍，则该点出现暗条纹。
- 干涉条纹的间距与屏到双缝的距离成正比，与双缝间距离成反比，与照射光的波长成正比。
- 在实验装置不变的情况下，由于红光的波长大于紫光的波长，红光产生的干涉条纹间距较大，紫光产生的干涉条纹间距较小。这为通过双缝干涉测波长提供了原理依据。
- 用白光进行干涉实验时，中央亮纹是各色光复合而成，因此是白色的。由于不同颜色的光波长不同，它们在光屏上产生的其他各级亮纹位置不同，因此呈现出彩色。
2. 薄膜干涉：
当一束光经过薄膜的两个表面反射后，形成的两束反射光会产生干涉现象，这被称为薄膜干涉。
- 薄膜干涉中，前后表面反射光的路程差由膜的厚度决定，因此同一明条纹（暗条纹）应出现在膜的厚度相等的地方。由于光波波长极短，观察微薄膜干涉时，介质膜应足够薄。
- 日常生活中观察到的薄膜干涉现象包括用手压两块玻璃板看到的彩色条纹，阳光下的肥皂泡和水面飘浮油膜的彩色等。
- 技术上，薄膜干涉可以用于检查镜面和精密部件表面形状。例如，精密光学透镜上的增透膜，当其厚度是入射光在膜中波长的1/4时，可以最小化透镜上的透光损失，增强透镜的透光能力。