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光的幹涉,大學物理,雙縫條紋的簡單分析,詳解。

光的衍射是類似的,光的幹涉是漲落獨有的特征。

光是壹種波,觀察光的幹涉現象是必然的。在1801年,英國物理學家托馬斯·楊(1773-1829)在實驗室裏成功地觀察到了光的幹涉。

只有兩個頻率相同、相位差恒定、振動方向壹致的相幹光源才能產生光幹涉。兩個普通的獨立光源發出的光不可能有相同的頻率,更不可能有固定的相位差,所以不能幹涉。

下圖是學生實驗光的雙縫幹涉原理。

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托馬斯·楊的雙縫幹涉實驗

1807年,托馬斯·楊總結出版了《自然哲學講義》,全面整理了他在光學方面的工作,第壹次描述了雙縫實驗:在壹張開有小孔的紙前放壹支蠟燭,這樣就形成了壹個點光源(從壹個點發出的光源)。

現在把另壹張紙放在紙的後面,不同的是在第二張紙上開了兩條平行的狹縫。小孔發出的光經過兩個狹縫,投射到屏幕上,會形成壹系列明暗相間的條紋,也就是現在所說的雙縫幹涉條紋。

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托馬斯·楊描述了雙縫幹涉的實驗,後來的歷史證明這個實驗可以躋身物理學史上最經典的五大實驗之列。但他認為光是在以太介質中傳播的縱波。這與光的偏振性相矛盾,但楊並沒有放棄光的波動理論。

楊的作品點燃了革命的導火索,光漲落理論在沈寂百年後終於重返歷史舞臺。

然而,那時候並不容易。在粒子理論仍占主導地位的時代,楊的論文開始受到官方的嘲笑和諷刺,被攻擊為“荒謬”和“不合邏輯”。在過去的20年裏,沒有人關心。為了反駁,楊專門寫了壹篇論文,但無處發表,只好印成小冊子。但據說發行後“只賣出了壹本”。

1818年,菲涅耳用光的幹涉原理補充了惠更斯原理,提出了惠更斯-菲涅耳原理,完善了光的衍射理論,並獲獎。

早在1817,楊在面對波動理論與光的偏振之間的矛盾時,意識到如果光是剪切波,問題可能就解決了,並就此寫信給,隨即將這壹想法轉達給菲涅耳。

於是當時已經自己意識到這壹點的菲涅耳,立即用這個假設解釋了偏振,證明了光的橫波特性,使光的波動理論進入了壹個新的時期。