對(duì)光的干涉相信大家都知道，如果說(shuō)單色光的干涉大家很容易理解，而白光是混合色光，為什么白光也能夠干涉呢，白光的干涉原理是什么呢，且往下看。

什么條件下會(huì)發(fā)生光的干涉

光的干涉條件，準(zhǔn)確的說(shuō)，應(yīng)該是兩列相干光可以發(fā)生干涉，任何一個(gè)光束都不可能是的單色光，也可說(shuō)不可能只有單一頻率。所以，任何一個(gè)光源只要滿足時(shí)間相干性，都可以發(fā)生干涉，比如一束光的波長(zhǎng)是600nm-601nm，另外一束光是600.5nm-601.5nm，他們的頻率成分當(dāng)中（頻率就是光速除以波長(zhǎng)）有相同的部分，如果滿足時(shí)間相干性，也就是相干頻率大于他們直接的頻率差就可以干涉！另外就是滿足空間相干性，任何一個(gè)光源，可以是光源上不同兩個(gè)地方發(fā)出的光線，只要這兩個(gè)發(fā)光的部分的長(zhǎng)度小于空間相干長(zhǎng)度，就也可以發(fā)生干涉！

關(guān)于相位差恒定，也是不必要條件，只要大致穩(wěn)定就行，舉例說(shuō)明：比如，雙縫干涉，當(dāng)屏幕不動(dòng)的時(shí)候，光程差是恒定的，也可以說(shuō)是相位差是恒定的，當(dāng)光屏向后或者向前移動(dòng)的時(shí)候，相位差肯定會(huì)變，條紋間距也會(huì)變，變寬或者變窄，但是干涉圖樣始終存在，說(shuō)明相位差變化了，只能使得干涉圖樣發(fā)生波動(dòng)，但是不穩(wěn)定的相位差一樣可以發(fā)生干涉！

震動(dòng)方向一致也是非必要條件，只要震動(dòng)方向不垂直，兩個(gè)互成角度的震動(dòng)，可以向力的分解那樣，把震動(dòng)分為一致方向和垂直方向，一致方向的分量依然可以和另外一個(gè)震動(dòng)發(fā)生干涉，只不過(guò)干涉圖樣的明暗對(duì)比度會(huì)下降，而只要當(dāng)完全垂直的時(shí)候，對(duì)比度才下降為零，才可以認(rèn)為是不干涉了。

綜上所述：頻率相同，位相差恒定，振動(dòng)方向一致的相干光源是發(fā)生“穩(wěn)定”干涉的條件，而非發(fā)生干涉的條件！

發(fā)生干涉的條件應(yīng)該是：

1、相位差變化頻率遠(yuǎn)小于光頻率

2、頻率近似相同，并滿足時(shí)間相干性

3、震動(dòng)方向不能垂直，并且偏離角度使得干涉圖樣對(duì)比度滿足瑞利判據(jù)！

所以說(shuō)，白光，只要是自己頻率成分當(dāng)中相接近的部分，比如白光中的紅色頻率成分和自己的紅色頻率成分就可以干涉，而且相位差變的不大就可以了，而且，注意一點(diǎn)，這里說(shuō)的白光不是自然光，也就是說(shuō)，認(rèn)為白光里面各個(gè)頻率成分都是相干的，而不是自然光那樣毫無(wú)規(guī)律，不相干的，所以白光也能干涉！

白光干涉與單色光干涉區(qū)別

如用白光做光源，由于其中各色光的波長(zhǎng)不同，各色光所得到的干涉圖樣中，相鄰兩條亮紋（或暗紋）間的距離也不同，由于不同波長(zhǎng)的光干涉條紋寬度不一樣，用白光時(shí)的干涉條紋在正中間是各色條紋的疊加，為白色，往兩邊開(kāi)始出現(xiàn)不同顏色一級(jí)條紋的排列，表現(xiàn)為彩帶，再往外是二級(jí)條紋彩帶，然后是三級(jí)、四級(jí).....在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，紅光的波長(zhǎng)Z長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的條紋間距Z大，紫光的波長(zhǎng)Z短，對(duì)應(yīng)的條紋間距Z小。單色光干涉只有明暗明暗排列

白光干涉儀原理

白光干涉儀也叫邁克爾遜干涉儀，是用于對(duì)各種精密器件表面進(jìn)行納米級(jí)測(cè)量的儀器，它是以白光干涉技術(shù)為原理，光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)擴(kuò)束準(zhǔn)直后經(jīng)分光棱鏡后分成兩束，一束經(jīng)被測(cè)表面反射回來(lái)，另外一束光經(jīng)參考鏡反射，兩束反射光Z終匯聚并發(fā)生干涉，顯微鏡將被測(cè)表面的形貌特征轉(zhuǎn)化為干涉條紋信號(hào)，通過(guò)測(cè)量干涉條紋的變化來(lái)測(cè)量表面三維形貌。

白光干涉儀專用于非接觸式快速測(cè)量，精密零部件之重點(diǎn)部位的表面粗糙度、微小形貌輪廓及尺寸，其測(cè)量精度可以達(dá)到納米級(jí)！目前，在3D測(cè)量領(lǐng)域，白光干涉儀是精度Z高的測(cè)量?jī)x器之一。

邁克爾遜干涉儀中兩束相干光各有一段光路在空氣是分開(kāi)的，在其中的一支光路中放進(jìn)被研究對(duì)象而不會(huì)影響另一支光路，據(jù)此，本實(shí)驗(yàn)將用它測(cè)量透明薄片的厚度或折射率。

邁克爾遜干涉儀作為測(cè)量波長(zhǎng)的Z常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)儀器，使用氦氖激光器觀察非定域干涉條紋或使用鈉光源觀察定域干涉條紋。通常情況下，我們看到的都是等傾干涉，由于光程差與波長(zhǎng)的關(guān)系，此時(shí)，用白光作光源時(shí)，由于各種波長(zhǎng)的光所產(chǎn)生的干涉條紋明暗交錯(cuò)重疊，無(wú)法觀察到可見(jiàn)的條紋。結(jié)合邁克爾遜干涉儀產(chǎn)生干涉的原理，可以發(fā)現(xiàn)，移動(dòng)M1與M2’大至重合時(shí)，視場(chǎng)中會(huì)出現(xiàn)直線干涉條紋，我們稱之為等厚干涉條紋，此時(shí)換上白光光源，即可見(jiàn)到彩色直條紋，其中中央為一黑（暗）條紋，兩旁對(duì)稱分布的彩色條紋，稍遠(yuǎn)處即看不到任何條紋。所以找到等光程位置，是觀察到白光干涉條紋的必要條件。

2018-06-13 6759