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光的干涉与衍射

光の回折と干渉

III 波／光の回折と干渉

一句话结论

双缝明纹：dsinθ = mλ，屏上间距 Δy = Lλ/d。薄膜干涉必须先判断有没有半波损失（从疏到密反射时发生），再写明暗条件。

双缝实验之所以是「光是波」的证据，因为只有波才会「两束光叠加后某些地方反而变暗」。明纹位置由路程差决定，和声波干涉是同一套逻辑。薄膜干涉多一个陷阱：在界面反射时可能发生半波损失，那会把明暗条件整体翻转。

为什么是这样

双缝实验（ヤングの実験）之所以是「光是波」的决定性证据，因为只有波才会出现「两束光叠加后某些地方反而变暗」。如果光是小颗粒，两束叠加只能更亮。

明暗条纹的位置由路程差决定，逻辑和声波干涉完全一样——这一节其实是「叠加原理」那一节的直接应用，只是波长小到微米量级，所以要用很小的缝距和很远的屏才看得见。

薄膜干涉多一个陷阱：在界面反射时可能发生半波损失。光从光疏射向光密反射时相位反转 π，相当于多走了半个波长。这会把明暗条件整体翻转，是本节最容易漏的一步。

双缝明纹条件 dsin(θ)=mλ。衍射光栅（回折格子）用同一条式子，只是缝更多、条纹更锐利更亮。

屏上相邻明纹间距 Δy=Lλ⁄d。三个关系值得记住：随屏距 L 正比、随波长 λ 正比、随缝距 d 反比。所以缝距越小条纹越宽——这个反比关系最常被记反。

薄膜干涉要先数半波损失的次数：奇数次就把明暗条件整体反过来，偶数次（含零次）保持不变。空气中的肥皂膜只在上表面（空气→膜）发生一次，所以条件翻转。

Δ y = L λ d

适用条件

以例题为例：双缝间距 0.2 mm，屏距 2.0 m，光波长 600 nm，求条纹间距。第一步统一单位：d = 2.0 × 10⁻⁴ m，λ = 6.0 × 10⁻⁷ m。

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本节还有 8 部分，以及配套的真题和小测验。