你吹過肥皂泡嗎？肥皂泡在陽光的照耀下，會呈現出五顏六色的虹彩。原來，肥皂泡是一個有一定厚度的透明薄膜，陽光在它的內外兩個表麵反射後，出現了具有相同波長、不同相位的兩列波，它們發生“光的幹涉”現象，於是出現了彩色幹涉條紋。
“光的幹涉”是怎麽回事呢？
讓我們來看一個生活中的實際例子吧。把一塊石子投進平靜的湖水裏，就會在水麵上激起一圈圈的漣漪。如果把兩塊石子同時投進湖水的兩個相距不遠處，在水麵上同時激起兩列水波，它們相遇而產生一種奇麗的圖景——高低相同的圓波紋和放射形狀的條波紋。這是因為，兩列水波的波峰與波峰相遇處和兩列水波的波穀與波穀相遇處，水波波動更加劇烈；而一列水波的波峰與另一列水波的波穀相遇處，波動相互減弱了。
光的幹涉也是這樣。從同一光源發出的兩列光波，具有相同的波長，在它們相遇交迭的空間的某些地方，也會像水波那樣相互增強或削弱，因而出現亮度的明暗變化，或出現彩色現象。如果是單色光源，看到的是明暗相間的條紋；如果是白色光源，看到的是色彩複雜的花樣。在一般情況下，我們眼睛直接看到的，往往是某些薄膜所產生的幹涉條紋，就像我們常見的肥皂泡所產生的彩色幹涉條紋那樣。例如，在水溝水窪的水麵上，在河溪匯流或拐彎處的水麵上，在海灣港口的水麵上，常常漂浮著薄薄的油膜，在陽光的照射下形成彩色花樣。雨後，在光滑的柏油馬路上，汽車駛過留下的油汙薄膜，也會形成類似的彩色花樣。還有，雲母片等透明物“起層”造成的裂縫，能形成空氣隙的薄膜幹涉顏色。一些禽鳥羽毛和甲蟲殼也會產生類似的幹涉顏色。
光的幹涉是有條件的。條件是：（1）兩列波必須具有相同的波長；（2）兩列波具有一定的相位差；（3）兩列波具有一致的振動方向。這就是說，並不是任意兩列波相遇迭加都能發生幹涉，隻有從具備這些條件的光源發出的兩列波相遇才能發生幹涉現象。
具備上述條件的光波，即兩列能夠相互幹涉的光波，叫做相幹光波或相幹光。能夠產生相幹光的光源，就叫做相幹光源。
在自然界裏，光的幹涉現象並不罕見，如上麵所舉出的生活中常見的種種實例。但是，理想的相幹光源卻十分難得。在激光出現以前，為了研究幹涉現象，人們曾采取了許多巧妙辦法來獲得相幹光，並用來做光的幹涉實驗，如著名的“楊氏幹涉實驗”。
那還是1801年的時候，英國物理學家托馬斯·楊做了一個“雙孔實驗”。實驗方法是這樣的：讓太陽光穿過一個屏上的單孔，然後投射到另一個開有雙孔的屏上，穿過這兩個小孔，光被分成了兩束。由於把同一光源發出的光人為地分成兩束，這樣就保證了這兩束光必然具有相同的頻率（或波長）和恒定的相位差，因而可以把雙孔看成為兩個相幹的點光源。再使這兩束光在後邊的像屏上相遇而迭加，於是，兩束光在相位相同處相互加強，在相位相反處相互減弱或抵消，便發生了幹涉現象。太陽光是複色光，是由波長不同的單色光組成的，每一種單色光都由兩支來路不同的光束各自在屏上不同位置處得到加強或減弱，最後在屏上就會呈現出彩色的幹涉條紋來。
本章尚未完結,請點擊下一頁繼續閱讀---->>>