干涉图案。 条款的最大值和最小值的

干涉图案 - 它是由其中的是同相或异相彼此的光线引起的亮或暗的条纹。 当施加光波等被加入，如果它们的相位（以增加或减少的方向）一致，或它们彼此抵消，如果他们在反相。 这些现象被称为建设性和破坏性的干扰，分别。 如果单色光束，都具有相同长度的波，通过两个狭窄的缝隙，两个得到的光束的可定向（该实验由托马斯·扬，英国科学家，谁，感谢他得出的结论是光的波动性在1801年首次进行的）其中代替两个重叠斑点形成的干涉条纹在平面屏幕上 - 均匀地交替的亮区和暗区的图案。 这种现象被用于，例如，在所有的光干涉仪。

叠加

波的叠加，描述重叠波的行为的定义特征。 它的原理就在于，当在重叠在一起的两个波的空间，产生的干扰等于个别干扰的代数和。 有时，在大扰动违反这条规则。 这个简单的行为导致了一些被称为干涉现象的影响。

干扰现象的特征是两个极端。 两个波建设性最大值一致，并且它们在彼此同相。 叠加的结果是干扰的加强。 所得到的混合波的振幅等于个别振幅的总和。 相反，在最大单波破坏性干扰最小的第二一致 - 他们是在反对。 合成波的振幅等于它的组成部分的振幅之间的差。 在它们相等的情况下，它是完整的相消干涉，和总培养基的扰动是零。

杨氏实验

两个源的干涉图案清楚地表明的重叠波的存在。 托马斯·扬 认为，光-这服从叠加原理的波浪。 他的著名的成就是建设性和破坏性的实验演示 光的干涉 在1801年年轻的实验性质的现代版不同之处仅在于它使用相干光源。 激光照射均匀地在不透明表面的两个平行狭缝。 光穿过它们，有一个远程屏幕。 当狭缝之间的宽度比所述波长显著越大，几何光学规则观察 - 看到在屏幕两个发光区域。 但是，狭缝的方法衍射光并在屏幕上的波被叠加在彼此之上。 衍射是自身的光的波动性的结果，并且这种效应的另一个例子。

干涉图样

叠加原理确定照亮屏幕上所产生的强度分布。 当从狭缝到屏的路径差等于波长（0，λ，2λ，...）的整数发生干涉图案。 这种差异可确保高点都在同一时间。 发生相消干涉时的路径差等于波长一半的偏移的整数倍（λ/ 2，3λ/ 2，...）。 荣格使用几何参数以显示叠加导致一系列对应于相长干涉的区域，通过完全破坏性暗区分开相等间隔的条带或高强度区域。

孔间距

一个重要的参数几何形状的两个狭缝是光波长λ和比率D孔之间的距离。 如果λ/ d为远小于1，带之间的距离将是小的和重叠的效果没有观察到。 使用密缝，荣格能够在明暗区域划分。 因此，他确定的可见光颜色的波长。 他们的极小值，解释了为什么这些效果只能在一定条件下观察到。 分建设性和破坏性干涉的区域，光波源之间的距离必须非常小。

波长

干涉效应的观察是具有挑战性的其他两个原因。 大多数光源发出连续波长光谱，导致形成的彼此重叠，每个所述条带之间的间隔的多个干涉图案。 这消除了最显着的效果，如完全黑暗的区域。

相干性

这种干扰会在一段长时间观察，有必要使用相干光源。 这意味着，辐射源必须保持恒定的相位关系。 例如，相同频率的两个高次谐波始终具有在空间中的固定相位关系的各点 - 无论是同相或反相，或者在一些中间状态。 然而，大多数的光源发出的真实谐波。 相反，它们发射光，其中，随机相位变化发生每秒百万次。 这样的辐射被称为非相干。

理想光源 - 激光

两种非相干源的空间叠加的波干扰时仍观察到，但干涉图案具有随机相移随机变化，在一起。 光传感器， 包括眼睛，不能注册一个快速变化的图像，并且只的时间平均强度。 激光束几乎是单色的（米。E.单一波长的下设）和highly-。 它是观测的干扰影响的理想光源。

频率的测定

荣格1802后可见光的波长测量可以与可在计算其近似频率时的光不够精确的速度相关联。 例如，绿光是等于约6×10月¹⁴日赫兹。 这比频率更大的订单很多机械振动。 为了比较，一个人可以听到的声音频率高达2×4月^10日赫兹。 以什么速度正好变化仍保持在未来60年是一个谜。

干涉薄膜

所观察到的效果不限于由托马斯·扬使用的双缝几何形状。 当有来自通过用波长相当的距离分开的两个表面上的光线的反射和折射，发生在薄膜干涉。 所述膜的表面之间的作用可以发挥真空，空气，液体或任何透明实心体。 在可见光干扰效应是由几微米大小的限制。 所有的膜的已知的实例是泡沫。 反射的光从它，是两个波的叠加 - 一个从所述前表面反射，而第二 - 在后面。 它们在空间上重叠，相互叠加。 取决于皂膜的厚度，两个波可以建设性地或破坏性相互作用。 干涉图案的完整的计算表明，对于光与λ长干涉被用于λ/ 4的膜厚度中观察到的波长，3λ/ 4，5λ/ 4等，和破坏性 - ..λ/ 2，λ，3λ/ 2，...

公式计算

干扰现象很多用途，可以这么理解与之相关的基本方程是非常重要的。 下面的公式允许与干扰有关，其最常见的两种情况下的各种值的计算。

在位置灯条 年轻的实验， ..即站点，建设性的干扰，可以用下式计算：y _为光。 =（λL/ D）M，其中λ - 波长; M = 1，2，3，...; d - 不狭缝之间的距离; L - 距离的目标。

..位置暗带，即破坏性的相互作用领域为：y _{是黑暗的。} =（λL/ D）（M + 1/2）。

对于其他种类的干扰 - 在薄膜 - 长或相消叠加的存在决定了反射波的相移，这取决于膜的厚度和它的折射率。 第一方程描述不存在这种移位的情况下，第二 - 半波长的偏移：

2NT =Mλ;

2NT =（M + 1/2）λ。

在这里，λ - 波长; M = 1，2，3，...; 吨 - 路径在薄膜走过; N - 折射率。

观察大自然

当太阳照在泡沫中，可以看到明亮的彩色条纹的，因为不同的波长经受相消干涉并且从反射移除。 剩余的反射光表现为互补色的去除。 例如，如果破坏性干涉的结果为不存在红色成分，反射将是蓝色。 的油在水面上的薄膜产生类似的效果。 在自然界中，一些鸟类，其中包括孔雀和蜂鸟，和一些甲虫壳的羽毛显得更亮，而改变颜色，当你改变视角。 这里光学物理是从薄的层状结构或数组反射棒反射的光波的干涉。 类似地珍珠和壳是虹膜，由于从珍珠的多个层反射的叠加。 宝石如蛋白石，由从通过显微镜的球形颗粒形成规则的结构的光散射表现出美丽的干涉图案。

应用

有在日常生活中的光的干涉现象，许多技术应用。 它们都是基于物理相机光学。 正常透镜抗反射涂层是薄膜。 其厚度和光线的折射是如此选择，以产生反射的可见光的相消干涉。 由薄膜用于传递一个窄波长范围内仅辐射，因此多层的更专门的涂层被用作过滤器。 多层涂层也可用来增加天文望远镜的反射镜的反射率，以及光学激光谐振器。 干涉 - 用于登记在相对距离的微小变化精确测量方法 - 基于光的变化和由反射光所产生暗带的观察。 例如，干涉图案如何变化的测量，允许设置的光学部件的表面的曲率的光波长瓣。