连光的干涉都搞不懂，你还怎么学量子力学！

连光的干涉都搞不懂，你还怎么学量子力学！

波在空间中相遇时，会发生叠加现象。干涉（interference）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什么呢？简单地说就是，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。对于光波，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。注意，稳定的干涉图样，并不意味着实际图像也是纹丝不动的。对机械波来说，一般频率较低，振动本身是可见的，所以实际图像是动态的。但对光波来说，由于频率很高，人眼无法看到光的振动。

能形成干涉的波要求频率相同，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。振动方向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，是由振源的振动快慢决定的；相位是描述不同点当前的振动状态。

例如，用绳子系一个铁球，让它反复击打水面，水面就会跟着波浪起伏。水面各点振动方向沿竖直方向。你每秒钟击打的次数 f 就叫振动频率，所形成的水波就按这个频率产生。两个振动的频率必须相同，它们的状态之间的关系才会固定，典型的如同步。

如果两个振动的相位差不恒定，会怎么样？假设用随时间移动来表示不断改变的相位，两个振动的相位差随时间变化，叠加后的振动也在随时间变化，说明叠加后的振动的振幅随时间不断变化！只要两个同频振动的相位差恒定，它们叠加后就能得到一个具有确定振幅的振动。

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。如果每个点都是稳定的振动，所得到的波动就是稳定的。因此，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，波动自然就是稳定的！

要形成干涉，机械波相对容易实现，但对光来说则非常难。光是电磁波，其振动物理量有电场强度和磁场强度。由于普通光源的原子发光是自发辐射，发出的波列都是随机的，所以普通光源发出的光是由无数个随机波列混合而成的，无法形成稳定的强弱相间的光强分布。

在1801年，托马斯·杨利用普通光源实现了光的干涉，成就了“光的双缝干涉实验”。

他首先利用一个开有一条小缝的挡板放在光源前面，光线穿过这个缝隙时，光线中每个依次经过的波列，按照惠更斯原理的机制，都会形成一个个向右方扩展的球面波。接着，杨在挡板后放一个开有两条细缝的挡板，两个缝隙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。

最终，屏幕上某点接收到的波列是有很多很多的，但只要这个点到两个缝的距离差不大，来自两个缝隙的相干波列就有机会在此相遇。这样，屏幕上就形成了干涉图样，展现出光的波动性。总之，光的干涉现象是通过相干波的叠加实现的，而普通光源的随机性使得干涉的实现变得复杂，但通过合适的实验设计，依然可以观察到光的干涉现象。