光的干涉和相干—中国光学光电子行业网

频率相同、振动方向相同、相位差恒定的两列光相遇时，使某些地方振动始终加强（显得明亮），或者始终减弱（显得暗淡）的现象，叫光的干涉现象。

光一般指的是电磁波谱中可见光区域的电磁波；波长范围：076－0.40mm。光密介质和光疏介质是由折射率划分的。
电场强度E和磁场强度H的同步振动构成了电磁波。电磁波中能引起视觉和使感光材料感光的原因主要是振动着的电场E。所以将我们关心的电场振动称为光振动，场强称为光矢量。若两束光的光矢量满足相干条件，则它们是相干光，相应的光源叫相干光源。

    1、相干光的条件

    频率相同；振动方向相同；相位差恒定。

    2.光源的发光本质

    光是由光源中的原子或分子的运动状态发生变化时辐射出来的。

    原子发光的时间很短，只有10-8秒。一般情况下各原子发光是随机的，无固定相位差。因为普通光源是大量不同原子在不同时刻先后独立发的光，因此不满足干涉条件，所以一般普通光源观察不到干涉现象。两个频率相同的钠光灯不能构成相干光源；即使是同一个单色光源的两部分发出的光，也不能产生干涉现象。因为不能保证有恒定的相位差。如图。

    3.产生相干光的方法

    （1）波阵面分割法

    把光源发出的同一波阵面上两点作为相干光源,产生干涉的方法。如，杨氏双缝干涉实验。

    （2）振幅分割法

    一束光线经过介质薄膜的反射与折射，形成的两束光线产生干涉的方法。如，薄膜干涉、等厚干涉等。

    （3）采用激光光源

    激光光源的频率,位相,振动方向,传播方向都相同。

光的相干性

设两个频率相同、光矢量方向相同的光源所发出的光振幅和光强分别为E₁₀、E₂₀和I₁、I₂，它们在空间某处P相遇，P点合成光矢量的振幅E、光强I分别表示为

所观察到的光强是在较长时间内的平均值

1、非相干叠加

独立光源的两束光或同一光源的不同部位所发出的光的位相差“瞬息万变”，所以

叠加后光强等与两光束单独照射时的光强之和，无干涉现象。

2、相干叠加

如果获得频率相同、振动方向相同、位相差恒定的两束相干光，在相遇空间的P点处合成后的光强为

因位相差Δφ恒定，所以P点的光强始终不变。对于两波相遇区域的不同位置，其光强的大小将由这些位置的位相差决定。将会出现有些地方始终加强，有些地方始终减弱。当Δφ＝±2kπ时，这些位置的光强最大，称为干涉相长，即亮纹中心；当Δφ＝±(2k+1)π时，这些位置的光强最小，称干涉相消。

获得相干光的方法

原则上可以将光源上同一发光点发出的光波分成两束，使之经历不同路径再会合叠加。由于这两束光是出自同一发光原子或分子的同一次发光，所以它们的频率和初位相必然完全相同，在相遇点，这两光束的位相差是恒定的，而振动方向一般总有相互平行的振动分量，从

而满足相干条件，可以产生干涉现象。

获得相干光的具体方法有两种：分波阵面法和分振幅法。

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