只有激光才是相干光,为什么用普通光源也能做干涉实验?
波在空间中相遇时,会发生叠加现象。干涉属于波的叠加中的特殊现象,其特点是,振动在空间上稳定分布。振动的稳定分布意味着空间各点的振幅不随时间改变。如果是机械波,空间各点振动恒定,幅度大的,幅度始终大,幅度小的,幅度始终小。如果是光波,空间各点的光强维持不变,当你让干涉光照射到屏上时,屏上亮的地方始终是亮的,暗的地方始终是暗的。
由于波的强度与振幅的平方成正比,故干涉时,波的强度在空间的分布是稳定的,形成所谓稳定的干涉图样。
能形成干涉,要求波的频率相同,相位差恒定,且振动方向相同,这叫相干条件,满足相干条件的波叫相干波。最好理解的是振动方向,它是振动的物理量的方向,对机械波来说,它就是质点振动的方向,对光波来说,它就是电场强度的方向;频率就是指波动的快慢节奏,它是由振源的振动快慢决定的,是波的整体属性;相位是描述不同点当前的振动状态,对机械波来说即位置和速度,如果有两点的状态相同,那它们的相位相同,简称同相。
波动是什么?空间中沿某个方向,有无数个紧密排列的点,在振源的策动下,它们依次而持续的振动,这就在空间中形成了波动。很显然,如果每个点都是稳定的振动,也就是具有确定的振幅,那么所得到的波动就是稳定的。因此,根据上述形成稳定的叠加振动的条件,如果两个波的频率相同,相位差恒定,那必然导致波中每个点的振动的叠加也是稳定的,那波动自然就是稳定的!
普通光源每时刻发出无数个不同的波列,每个波列发出后,都在沿着它的行进方向飞行。如果观察者在光源前方某个很小的一点A上看,因为只有到达这个点A的光才能被观察到,但由于光源有比较大的尺寸,所以,到达点A的光应该具有各种不同的方向。如果在光源前面放一个小孔,只有通过小孔的光才能达到人的眼睛了。接着,托马斯·杨在挡板后放一个开有两条细缝的挡板,两条细缝的中心与前面挡板的缝隙对齐。
根据惠更斯原理,前面的缝隙产生的球面波扩散到后面挡板上的缝隙处时,又会再次发生波列的自我复制,产生两个新的球面波列,它们具有相同的特征。
到此为止,全部问题都解释完了,你明白了吗?