在光的干涉現象發生時,常伴隨也明暗相間的條紋產生,如牛頓環、楊氏雙縫干涉及等原干涉等,都會伴隨干涉條紋條紋的產生。
干涉現象及干涉條紋的出現對於光學測量微小變形具有重要意義,同時也廣泛套用於生活中,如半透膜,攝像機鏡頭等。
產生原理
光波是以正弦波的形式在介質中傳播的,由於光波傳播的獨立性和線性疊加性,兩束或兩束以上同頻光波相遇時,會根據相位的不同出現光強增強或減弱的現象。
![干涉條紋](/img/5/0b3/wZwpmL2gDO3YTN3ADO3EDN0UTMyITNykTO0EDMwAjMwUzLwgzLyQzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
以相干光(周期及振動方向相同且相位差恆定的光)為例,簡要解釋一下干涉條紋的產生原理。如圖所示,間隔為d的兩條狹縫S1和S2產生的兩束波長為 的相干光發生干涉,並在距離為D的螢幕上產生干涉條紋,現判斷距離中點O為x的P點的光強。
![干涉條紋](/img/b/07e/wZwpmL3MjMyMzNxgTMzEzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL4EzL4IzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
先計算兩束光的光程差 :
![干涉條紋](/img/b/e67/wZwpmL0UDM2EjNyYjN0YzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL2YzLxQzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
![干涉條紋](/img/e/f67/wZwpmLzgDM0ETNxQzN0YzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL0czL2UzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
當n為偶數時,光程差為波長的整數倍,振幅增大,光強增強,為亮條紋;n為奇數時為暗條紋。故可知,在一定的距離x下亮度是恆定的,且隨著x的變化明暗交替出現,即產生干涉條紋。
套用
干涉現象及干涉條紋的出現對於光學測量微小變形具有重要意義,牛頓環、劈尖干涉等都可以經過簡單改造製成測量微小變形的儀器。由於其方式是將距離轉化為條紋數與光波長的函式,故精度很高,可以達到光波長量級。如圖為牛頓環的干涉條紋。
![牛頓環](/img/0/43a/wZwpmLwQjNxUTM0IjN0YzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLyYzL2IzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)