雙孔衍射實驗裝置

1. 微觀上如何理解衍射效應

在十九世紀末，原子理論逐漸盛行，根據原子理論的看法，物質都是由微小的粒子——原子構成。比如原本被認為是一種流體的電，由湯普森的陰極射線實驗證明是由被稱為電子的粒子所組成。因此，人們認為大多數的物質是由粒子所組成。而與此同時，波被認為是物質的另一種存在方式。波動理論已經被相當深入地研究，包括干涉和衍射等現象。由於光在托馬斯·楊的雙縫干涉實驗中，以及夫琅和費衍射中所展現的特性，明顯地說明它是一種波動。不過在二十世紀來臨之時，這個觀點面臨了一些挑戰。1905年由阿爾伯特·愛因斯坦研究的光電效應展示了光粒子性的一面。隨後，電子衍射被預言和證實了。這又展現了原來被認為是粒子的電子波動性的一面。這個波與粒子的困擾終於在二十世紀初由量子力學的建立所解決，即所謂波粒二象性。它提供了一個理論框架，使得任何物質在一定的環境下都能夠表現出這兩種性質。量子力學認為自然界所有的粒子，如光子、電子或是原子，都能用一個微分方程，如薛定諤方程來描述。這個方程的解即為波函數，它描述了粒子的狀態。波函數具有疊加性，即，它們能夠像波一樣互相干涉和衍射。同時，波函數也被解釋為描述粒子出現在特定位置的幾率幅。這樣，粒子性和波動性就統一在同一個解釋中。之所以在日常生活中觀察不到物體的波動性，是因為他們的質量太大，導致特徵波長比可觀察的限度要小很多，因此可能發生波動性質的尺度在日常生活經驗范圍之外。這也是為什麼經典力學能夠令人滿意地解釋「自然現象」。反之，對於基本粒子來說，它們的質量和尺度決定了它們的行為主要是由量子力學所描述的，因而與我們所習慣的圖景相差甚遠。1800年，托馬斯·楊發表了《在聲和光方面的實驗與問題》的論文，認為光與聲都是波，光是以太介質中傳播的縱振動，不同顏色的光與不同頻率的聲音是相類似的。他在分析了水波的疊加現象之後說，在聲波疊加的情況下，可以產生的加強和減弱，出現復合聲調和拍頻。尤其重要的是，他提出了「干涉」的概念。1801年，他在英國皇家學會上宣讀了關於薄膜色的論文。論文進一步擴充和發展了惠更斯的波動說，明確地提出了光具有頻率和波長，完善了光波的概念。

2. 單孔和雙孔衍射現象區別

雙孔比單孔多了一個孔。

3. 潮汐的衍射

衍射與干涉一樣，也是所有波動的共有特性之一。當潮汐波遇到障礙物時，要發生偏離直線傳播的現象，這種現象即為潮汐波的衍射。

根據光的衍射原理，潮汐波的衍射種類可分為：障礙物衍射、單孔衍射、雙孔衍射、衍射波柵、振幅波柵和相柵。

由於目前求解波動衍射在數學上存在嚴重的困難，除了僅對極個別的特殊條件下目標完成了求解，其他均處在探索研究中。所以，這里也只能定性地將光的衍射可以影響振幅、相位，及發生衍射的情形等向潮汐波的衍射引用，藉以說明潮汐波發生衍射後，將對潮汐的振幅和相位產生影響，從而產生對潮汐的頻率等的改變。

一般地，潮汐波產生衍射要具有以下條件：

（1）潮汐波通過處要有較小的寬度，使潮汐波的衍射得以加強。

（2）潮汐波波長和障礙物與孔徑的總寬比值越大越好，這樣，潮汐波的衍射越明顯。

1.障礙物衍射

能說明障礙物衍射的最普通的實例應該是我們每天都能見到的，當早晨的太陽還沒有露出海面和黃昏太陽落山以後，天空中就有了和還有太陽的光輝。

圖6-14為光波遇到障礙物後的衍射路線，說明光波在遇到障礙物後不完全是按照直線傳播。

圖6-14潮汐障礙物衍射示意圖

潮汐波在遇到障礙物後，同樣會發生衍射現象。由於在大洋中，存在著比比皆是的類似障礙物，幾乎每個沿海國家都有，所以，潮汐波的障礙物衍射現象，是一種廣泛的自然現象，只是我們沒有細心區分它們。

2.單孔衍射

著名的楊氏實驗，是用來觀察干涉現象的。其實楊氏實驗在波的衍射方面同樣具有相當重要的指示。楊氏實驗不僅發現了光的干涉，同樣也發現了光的衍射，而這種衍射不僅具有單孔衍射，也有雙孔衍射。楊氏實驗的模型如圖6-15所示。

具有圖中所示結構的海洋地貌隨處可見，如我國的瓊州海峽，就是一個典型的單孔衍射結構，而瓊州海峽和海南島則組成了一個單孔加障礙物的衍射結構。按照波長和孔徑的比值要求，巴士海峽對潮汐波來講也屬於一個單孔，這樣，由巴士海峽和瓊州海峽與海南島所組成的結構，幾乎等於楊氏實驗所需結構。當潮汐波從太平洋傳播過來時，巴士海峽完成了子波的提取，而瓊州海峽和海南島則組成了潮汐波的干涉、衍射裝置，所以，在北部灣形成了潮汐波被干涉衍射後的結果現象——相對規則的全日潮。

圖6-15楊氏干涉、衍射實驗模型示意圖

3.雙孔衍射

是由兩個單孔衍射組成的。世界上嚴格的雙孔衍射結構可能都存在於島嶼群中，很難與衍射波柵相分離，有些可能要視形成「孔」的島的大小不同而被視為單孔或雙孔或波柵，如巴士海峽和巴林塘海峽。澳大利亞的巴斯海峽可以算作雙孔，但其衍射的結果卻不能形成在可以當作「成像幕」的海岸，不被人們發覺。

判斷一個海域是否為雙孔衍射區，要根據該地的具體資料而定。

3.1衍射波柵

衍射波柵的概念是由衍射光柵發展而來，它是有多個衍射單元組成的衍射體。影響潮汐波的衍射波柵，主要是由系列島嶼組成，由於島和島之間的距離遠小於潮汐波的波長，所以，這些島嶼形成的波柵，一般都有很好的衍射效果。

例如：太平洋中的阿留申群島、琉球群島、萬那杜、索羅門群島、土阿莫土群島等；大西洋中的巴哈馬群島、背風群島和向風群島等；印度洋的馬爾地夫群島、安達曼群島等。這些大洋中的群島（有的被稱為島鏈）所形成的柵欄，組成了一道道衍射屏，由於其衍射縫相對潮汐波波長非常小，對來自前方的潮汐波造成的衍射花樣展布得非常開闊，衍射現象被明顯地展現在附近的海岸線上。衍射的結果將本來規則的半日潮衍射成不規則的半日潮，有的甚至被衍射減弱為全日潮等。

3.2降速帶

降速帶的概念由地震勘探原理引入，由於地表的風化作用、現代沉積作用等，在地表形成了一層鬆散的沉積層，使地震波在傳播過程中，要發生速度降低的現象，因而，地球物理學家們將地表的鬆散層稱為低速帶和降速帶。

在全球的一些海域，存在著能使潮汐波減速的海域，這些海域主要由許多大大小小的島嶼組成，這些海島由於數量多，分布無規律，造成了潮汐波在此發生速度降低的現象。我們把這樣的組合結構，稱為潮汐波的降速帶。這種降速帶在一些局部地帶也可產生潮汐波的衍射現象。

智利的南部海岸，是由許多破碎的島嶼組成，對潮汐波的傳播存在著降速和衍射的作用，所以，在此不會有規則的半日潮出現。除此之外，澳大利亞東北部的大堡礁群，巴哈馬群島中部的島礁群等，都應該算作影響潮汐波的降速帶。

4.不同波長的潮汐波疊加

根據波的獨立傳播原理，不同波長的潮汐波在傳播過程中是各自獨立傳播的。當兩列不同波長的潮汐波波在同一點相會時，就會產生波的疊加，其疊加過程如圖6-16所示。

圖6-16不同波長的兩列潮汐波的疊加

4. 關於光的衍射和和干涉，要掌握哪些知識點，我要全面點的

如果採用單色平行光，則衍射後將產生干涉結果。相干波在空間某處相遇後，因位相不同，相互之間產生干涉作用，引起相互加強或減弱的物理現象。 衍射的結果是產生明暗相間的衍射花紋，代表著衍射方向（角度）和強度。根據衍射花紋可以反過來推測光源和光柵的情況。 為了 衍射圖樣使光能產生明顯的偏向，必須使「光柵間隔」具有與光的波長相同的數量級。用於可見光譜的光柵每毫米要刻有約500條線 。
1913年，勞厄想到，如果晶體中的原子排列是有規則的，那麼晶體可以當作是X射線的三維衍射光柵。X射線波長的數量級是10^-8cm,這與固體中的原子間距大致相同。果然試驗取得了成功，這就是最早的X射線衍射。 顯然，在X射線一定的情況下，根據衍射的花樣可以分析晶體的性質。但為此必須事先建立X射線衍射的方向和強度與晶體結構之間的對應關系。
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光的衍射

光在傳播路徑中，遇到不透明或透明的障礙物或者小孔（窄縫），繞過障礙物，產生偏離直線傳播的現象稱為光的衍射。衍射時產生的明暗條紋或光環，叫衍射圖樣。
定義：光波遇到障礙物以後會或多或少地偏離幾何光學傳播定律的現 衍射示意圖象。
包括：單縫衍射、圓孔衍射、圓板衍射及泊松亮斑
產生衍射的條件是：由於光的波長很短，只有十分之幾微米，通常物體都比它大得多，但是當光射向一個針孔、一條狹縫、一根細絲時，可以清楚地看到光的衍射。用單色光照射時效果好一些，如果用復色光，則看到的衍射圖案是彩色的。
任何障礙物都可以使光發生衍射現象，但發生明顯衍射現象的 菲涅爾衍射條件是「苛刻」的。
當障礙物的尺寸遠大於光波的波長時，光可看成沿直線傳播。注意，光的直線傳播只是一種近似的規律，當光的波長比孔或障礙物小得多時，光可看成沿直線傳播；在孔或障礙物可以跟波長相比，甚至比波長還要小時，衍射就十分明顯。由於可見光波長范圍為4×10-7m至7.7×10-7m之間，所以日常生活中很少見到明顯的光的衍射現象。
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惠更斯－菲涅爾原理

惠更斯提出，媒質上波陣面上的各點，都可以看成是發射子波的波源，其後任意時刻這些子波的波跡，就是該時刻新的波陣面。惠更斯－菲涅爾原理能定性地描述衍射現象中光的傳播問題。 衍射菲涅爾充實了惠更斯原理，他提出波前上每個面元都可視為子波的波源，在空間某點P的振動是所有這些子波在該點產生的相干振動的疊加，稱為惠更斯－菲涅爾原理。
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衍射的種類

（1）菲涅爾衍射：光源和觀察點距障礙物為有限遠的衍射稱為菲涅爾衍射。 單縫夫朗和費衍射（2）夫琅和費衍射：光源和觀察點距障礙物為無限遠，即平行光的衍射為夫琅和費衍射。
包括：單縫衍射、圓孔衍射、圓板衍射及泊松亮斑
(1)狹縫衍射
讓激光發出的單色光照射到狹縫上，當狹縫由很寬逐漸減小，在光屏上出現的現象怎樣？
當狹縫很寬時，縫的寬度遠遠大於光的波長，衍射現象極不明顯，光沿直線傳播，在屏上產生一條跟縫寬度相當的亮線；但當縫的寬度調到很窄，可以跟光波相比擬時，光通過縫後就明顯偏離了直線傳播方向，照射到屏上相當寬的地方，並且出現了明暗相間的衍射條紋，狹縫越小，衍射范圍越大，衍射條紋越寬，。但亮度越來越暗。
試驗：可以用游標卡尺調整到肉眼可辨認的最小距離，再通過此縫看 衍射儀光源
(2)小孔衍射
當孔半徑較大時，光沿直線傳播，在屏上得到一個按直線傳播計算出來一樣大小的亮光圓斑；減小孔的半徑，屏上將出現按直線傳播計算出來的倒立的光源的像，即小孔成像；繼續減小孔的半徑，屏上將出現明暗相間的圓形衍射光環。
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衍射的幾何理論

應用射線概念分析電磁波衍射特性的漸近理論，簡稱 GTD。幾何理論是單色波場方程的解在頻率趨於無限時的極限,因而也是適合於高頻情形的漸近解,而這種理論的基本思想是把均勻平面波在無限平界面上的反射和折射、在半無限楔形導體邊緣上的衍射和沿圓柱導體表面的爬行波嚴格解的漸近式，應用於從點源發出的球面波或線源發出的柱面波在圓滑界面上的反射和折射、在弧形導體刃口上的衍射和沿導體凸表面的爬行，並把它作為問題的0階段近解。
衍射的幾何理論
② 反射系數、衍射系數和爬行線的衰減系數採用無限直刃和無限長圓柱上嚴格解的漸近結果。
③ 投射波、反射波和衍射波的場強各與其主曲率半徑的幾何平均數成反比，而確定反射波和衍射波曲率矩陣的原則是相位匹配。所謂相位匹配,如圖3，設A是衍射點，A┡是其鄰點，則，A、A┡兩點所在的衍射波面的相位差與 A、A┡兩點所在的投射波面的相位差應當相同。
衍射的幾何理論最早是由J.B.凱勒於1957年提出來的，後來經許多人的工作而日趨完善，在處理很多異形物體的散射問題以及用數值計算解散射和衍射問題中得到應用。但是，因為嚴格解的漸近式在陰影區與照明區的過渡區域不能成立，所以在這個區域，GTD 不能應用，為了彌補這一缺陷，J.波斯馬等人後來提出一致漸近理論 (UAT)。這個理論的基本思想是，給投射波乘以人為因子,使這因子在照明區內近於1而在陰影區內近於0,在過渡區內則隨著場點趨近於照明區邊界而無限增大。將這乘了因子的投射波與衍射波的漸近式相加能一致連續，這種理論也得到了廣泛的應用。但是，它的基礎僅僅是一個估值(ansatz),而且在刃口以及其他焦散線附近,它和 GTD同樣不能應用。然而射線理論有很多優點，人們仍在探索改進的途徑。
若干個光波（成員波）相遇時產生的光強分布不等於由各個成員波單獨造成的光強分布之和，而出現明暗相間的現象。例如在楊氏雙孔干涉（見楊氏干涉實驗）中，由每一小孔H1或H2出來的子波就是一個成員波，當孔甚小時，由孔H1出來的成員波單獨造成的光強分布 I1(x)在相當大的范圍內 干涉圖樣大致是均勻的；單由從孔H2出來的成員波造成的光強分布I2(x)亦如此。二者之和仍為大致均勻的分布。而由兩個成員波共同造成的光強分布I(x)，則明暗隨位置x的變化十分顯著，顯然不等於I┡(x)。
每個成員波單獨造成大致均勻的光強分布，這相當於要求各成員波本身皆沒有明顯的衍射，因為衍射也會造成明暗相間的條紋（見光的衍射）。所以，當若干成員波在空間某一區域相遇而發生干涉時，應該是指在該區域中可以不考慮每個成員波的衍射。
應注意，前面所說的光強並不是光場強度（正比於振幅平方）的瞬時值，而是在某一段時間間隔Δt內光場強度的平均值或積分值；Δt的長短視檢測手段或裝置的性能而定。例如，人眼觀察時，Δt就是視覺暫留時間；用膠片拍攝時，Δt則為曝光時間。
干涉現象通常表現為光強在空間作相當穩定的明暗相間條紋分布；有時則表現為，當干涉裝置的某一參量隨時間改變時，在某一固定點處接收到的光強按一定規律作強弱交替的變化。
光的干涉現象的發現在歷史上對於由光的微粒說到光的波動說的演進起了不可磨滅的作用。1801年，T.楊提出了干涉原理並首先做出了雙狹縫干涉實驗，同時還對薄膜形成的彩色作了解釋。1811年，D.F.J.阿喇戈首先研究了偏振光的干涉現象。現代，光的干涉已經廣泛地用於精密計量、天文觀測、光彈性應力分析、光學精密加工中的自動控制等許多領域。
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產生條件

綜述
只有兩列光波的頻率相同，相位差[1]恆定，振動方向一致的相干光源，才能產生光的干涉。由兩個普通獨立光源發出的光，不可能具有相同的頻率，更不可能存在固定的相差，因此，不能產生干涉現象。
具體方法
為使合成波場的光強分布在一段時間間隔Δt內穩定，要求：①各成員波的頻率v（因而波長λ ）相同；②任兩成員波的初位相之差在Δt內保持不變。條件②意味著，若干個通常獨立發光的光源，即使它們發出相同頻率的光，這些光相遇時也不會出現干涉現象。原因在於：通常光源發出的光是初位相作無規 光的干涉分布的大量波列，每一波列持續的時間不超過10秒的數量級，就是說，每隔10秒左右，波的初位相就要作一次隨機的改變。而且，任何兩個獨立光源發出波列的初位相又是統計無關的。由此可以想像，當這些獨立光源發出的波相遇時，只在極其短暫的時間內產生一幅確定的條紋圖樣，而每過10秒左右，就換成另一幅圖樣，迄今尚無任何檢測或記錄裝置能夠跟上如此急劇的變化，因而觀測到的乃是上述大量圖樣的平均效果，即均勻的光強分布而非明暗相間的條紋。不過，近代特製的激光器已經做到發出的波列長達數十公里，亦即波列持續時間為10秒的數量級。因此，可以說，若採用時間分辨本領Δt比10秒更短的檢測器（這樣的裝置是可以做到的），則兩個同頻率的獨立激光器發出的光波的干涉，也是能夠觀察到的。另外，以雙波干涉為例還要求：③兩波的振幅不得相差懸殊；④在疊加點兩波的偏振面須大體一致。
當條件③不滿足時，原則上雖然仍能產生干涉條紋，但條紋之明暗區別甚微，干涉現象很不明顯。條件④要求之所以必要是因為，當兩個光波的偏振面相互垂直時，無論二者有任何值的固定位相差，合成場的光強都是同一數值，不會表現出明暗交替（欲觀察明暗交替，須藉助於偏振元件）。
以上四點即為通常所說的相干條件。滿足這些條件的兩個或多個光源或光波，稱為相干光源或相干光波。
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產生相干光波

綜述
由一般光源獲得一組相干光波的辦法是，藉助於一定的光學裝置（干涉裝置）將一個光源發出的光波（源波）分為若干個波。由於這些波來自同一源波，所以，當源波的初位相改變時，各成員波的初位相都隨之作相同的改變，從而它們之間的位相差保持不變。同時，各成員波的偏振方向亦與源波一致，因而在考察點它們的偏振方向也大體相同。一般的干涉裝置又可使各成員波的振幅不太懸殊。於是，當光源發出單一頻率的光時，上述四個條件皆能滿足，從而出現干涉現象。當光源發出許多頻率成分時，每一單頻成分（對應於一定的顏色）會產生相應的一組條紋，這些條紋交疊起來就呈現彩色條紋。
分波陣面法
分波陣面法。將點光源的波陣面分割為兩部分，使之分別通過兩個光具組，經反射、折射或衍射後交迭起來，在一定區域形成干涉。由於波陣面上任一部分都可看作新光源，而且同一波陣面的各個部 光的干涉分有相同的位相，所以這些被分離出來的部分波陣面可作為初相位相同的光源，不論點光源的位相改變得如何快，這些光源的初相位差卻是恆定的。楊氏雙縫、菲涅耳雙面鏡和洛埃鏡等都是這類分波陣面干涉裝置。
分振幅法
分振幅法。當一束光投射到兩種透明媒質的分界面上，光能一部分反射，另一部分折射。這方法叫做分振幅法。最簡單的分振幅干涉裝置是薄膜，它是利用透明薄膜的上下表面對入射光的依次反射，由這些反射光波在空間相遇而形成的干涉現象。由於薄膜的上下表面的反射光來自同一入射光的兩部分，只是經歷不同的路徑而有恆定的相位差，因此它們是相干光。另一種重要的分振幅干涉裝置，是邁克耳孫干涉儀。
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干涉條紋

在各種干涉條紋中，等傾干涉條紋和等厚干涉條紋是比較典型的兩種。以上假定光源發出的是單色光（或者用濾光片從光源所發的許多波長的光中取出某一單色光）。當光源發出的許多波長的光皆發生干涉時，會形成彩色干涉條紋（見白光條紋）。
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干涉分類

雙光波干涉
即兩個成員波的干涉。楊氏雙孔和雙縫干涉、菲涅耳雙鏡干涉及牛頓環等屬於此類。雙光波干涉形成的明暗條紋都不是細銳的，而是光強分布作正弦式的變化，這就是雙光波干涉的特徵。多光波干涉則可形成細銳的條紋。
多光波干涉
即多於兩個成員波的干涉。陸末-格爾克片干涉屬於此類。圖中A為平行平板玻璃，一端開有傾斜的入射窗BC。從S發出的源波經BC進入玻璃片後在其上、下表面間多次反射。每次在上表面反射時，皆同時有一波折射入空氣中。所有各次折射入空氣中的波就是從同一源波按分振幅方式造成的一組成員波。在透鏡L 的焦平面Π上觀測干涉條紋。相鄰兩波在P點的位相差為 公式1式中λ 為光波在真空中的波長，n為玻璃的折射率，t為玻璃片厚度，β 為玻璃片內的光程輔助線與表面法線的夾角。在接收面光強分布的條紋十分細銳，這是多光波干涉的特徵。
偏振光的干涉
在以上所舉的干涉中，各成員波在考察點處可認為偏振方向大體一致。當參與干涉的兩個成員波的偏振面夾有一定角（例如 90°）時，如何產生干涉見偏振光的干涉。
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應用

根據光的干涉原理可以進行長度的精密計量。例如用邁克耳孫干涉儀校準塊規的長度。其方法如下，用單色性很好的激光束（波長為 λ）作為光源，並在邁克耳孫干涉儀的可動鏡臂上裝有精密的觸頭，先使觸頭接觸塊規的一端，然後撤去塊規，令可動鏡移動。這時，每移動λ/2，兩臂中光路的光程差就增加λ，從而置於干涉視場中心的檢測器就輸出一次強弱變化，使記數器的數字增加 1。直到觸頭接觸基面（塊規的另一端面原來放在基面上）為止。若記數器總共增加的數為n,則測得塊規的長度為
公式2精密的裝置可以把n精確到±0.1以下，於是測量長度的誤差不超過±λ/20。
利用干涉現象還可以檢測加工過程中工件表面的幾何形狀與設計要求之間的微小差異。例如要加工一個平面，則可首先用精密工藝製造一個精度很高的平面玻璃板（樣板）。使樣板的平面與待測件的表面接觸，於是此二表面間形成一層空氣薄膜。若待測表面確是很好的平面，則空氣膜到處等厚或者是規則的楔形。當光照射時，薄膜形成的干涉光強呈一片均勻或是平行、等間隔的直條紋。如果待測表面在某些局域偏離了平面，則此處的干涉光強與別處不同或者干涉條紋在該處呈現彎曲。從條紋變異的情況可以推知待測表面偏離平面的情況。偏離量為波長的若干分之一是很容易觀察得到的。
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說明

①在交迭區域內各處的強度如果不完全相同而形成一定的強弱分布，顯示出固定的圖象叫做干涉圖樣。也即對空間某處而言，干涉迭加後的總發光強度不一定等於分光束的發光強度的迭加，而可能大於、等於或小於分光束的發光強度，這是由波的疊加原理決定的（即波峰和波峰相加為兩倍的波峰）。
②通常的獨立光源是不相乾的。這是因為光的輻射一般是由原子的外層電子激發後自動回到正常狀態而產生的。由於輻射原子的能量損失，加上和周圍原子的相互作用，個別原子的輻射過程是雜亂無章而且常常中斷，持續對同甚短，即使在極度稀薄的氣體發光情況下，和周圍原子的相互作用已減至最弱，而單個原子輻射的持續時間也不超過10^-8秒。當某個原子輻射中斷後，受到激發又會重新輻射，但卻具有新韻初相位。這就是說，原子輻射的光波並不是一列連續不斷、振幅和頻率都不隨時間變化的簡諧波，即不是理想的單色光，而是如圖所示，在一段短暫時間內(如τ=10-8s)保持振幅和頻率近似不變，在空間表現為一段有限長度的簡諧波列。此外，不同原子輻射的光波波列的初相位之間也是沒有一定規則的。這些斷續、或長或短、初相位不規則的波列的總體，構成了宏觀的光波。由於原子輻射的這種復雜性，在不同瞬時迭加所得的干涉圖樣相互替換得這樣快和這樣地不規則，以致使通常的探測儀器無法探測 光的干涉這短暫的干涉現象。
盡管不同原子所發的光或同一原子在不同時刻所發的光是不相乾的，但實際的光干涉對光源的要求並不那麼苛刻，其光源的線度遠較原子的線度甚至光的波長都大得多，而且相干光也不是同一時刻發出的。這是因為實際的干涉現象是大量原子發光的宏觀統計平均結果，從微觀上來說，光子只能自己和自己干涉，不同的光子是不相乾的；但是，宏觀的干涉現象卻是大量光子各自干涉結果的統計平均效應。
③由於六十年代激光的問世，已使光源的相乾性大大提高，同時快速光電探測儀器的出現，探測儀器的時間響應常數縮短，以至可以觀察到兩個獨立光源的干涉現象。另，在現在的高中課本中，已經有光的干涉實驗，用激光或者同一燈泡通過雙縫進行實驗）.
1963年瑪格亞和曼德用時間常數為10^-8～10^-9秒的變像管拍攝了兩個獨立的紅寶石激光器發出的激光的干涉條紋。可目視分辨的干涉條紋有23條。
④相干光的獲得。對於普通的光源，保證相位差恆定成為實現干涉的關鍵。為了解決發光機制中初相位的無規則迅速變化和干涉條紋的形成要求相位差恆定的矛盾，可把同一原子所發出的光波分解成兩列或幾列，使各分光束經過不同的光程，然後相遇。這樣，盡管原始光源的初相位頻繁變化，分光束之間仍然可能有恆定的相位差，因此也可能產生干涉現象。
⑤光的干涉現象是光的波動性的最直接、最有力的實驗證據。光的干涉現象是牛頓微粒模型根本無法解釋的，只有用波動說才能圓滿地加以解釋。由牛頓微粒模型可知，兩束光的微粒數應等於每束光的微粒之和，而光的干涉現象要說明的卻是微粒數有所改變，干涉相長處微粒數分布多；干涉相消處，粒子數比單獨一束光的還要少，甚至為零。這些問題都是微粒模型難以說明的。再從另一角度來看光的干涉現象，它也是對光的微粒模型的有力的否定。因為光總是以3×10^8m/s的速度在真空中傳播，不能用人為的方法來使光速作任何改變(除非在不同介質中，光速才有不同。但對於給定的一種介質，光速也是一定的)。干涉相消之點根本無光通過。那麼按照牛頓微粒模型，微粒應該總是以3×10^8m/s的速度作直線運動，在干涉相消處，這些光微粒到那裡去了呢?如果說兩束微粒流在這些點相遇時，由於碰撞而停止了，那麼停止了的(即速度不再是3×lO^8m/s,而是變為零)光微粒究竟是什麼東西呢?如果說是移到干涉相長之處去了，那麼又是什麼力量使它恰恰移到那裡去的呢?所有這些問題都是牛頓微粒模型根本無法回答的。然而波動說卻能令人信服地解釋它，並可由波在空間按一定的位相關系迭加來定量地導出干涉相長和相消的位置以及干涉圖樣的光強分布的函數解析式。
因此干涉現象是波的相干迭加的必然結果，它無可置疑地肯定了光的波動性，我們還可進一步把它推廣到其他現象中去，凡有強弱按一定分布的干涉圖樣出現的現象，都可作為該現象具有波動本性的最可靠最有力的實驗證據。
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參考書目

M.玻恩、E.沃耳夫著，楊葭蓀等譯校：《光學原理》，上冊；黃樂天等譯校：《光學原理》，下冊，科學出版社，北京，1978，1981。(M.Born and E. Wolf,Principles of Optics,5th ed.,Pergamon Press,Oxford,1975.) F. A. Jenkins and H. E. White,Fundamentals of Optics,4th ed.,McGraw-Hill,Kogakusha,1976.