光的干涉与衍射论文选题方向怎么写

光的干涉与衍射论文选题方向

衍射是绕过障碍物（孔、缝）而传到障碍物背面的现象。干涉是相同频率的两列波有稳定的shu加强区与减弱区。比如薄膜干涉。干涉、衍射现象的发生是证明光是一种波的著名实验。至于解释光的衍射，就是因为光是波，所以能发生衍射。扩展资料：光的衍射现象的观察和特点。衍射是一切波所共有的传播行为。日常生活中声波的衍射、水波的衍射、广播段无线电波的衍射是随时随地发生的，易为人觉察。但是，可见光的衍射现象却不易为人们所觉察，这是因为可见光的波长很短，以及普通光源是非相干的面光源。当用一束强光照明小孔、圆屏、狭缝、细丝、刀口、直边等障碍物时，在足够远的屏幕上会出现一幅幅不同的衍射图样。参考资料来源：百度百科-光的衍射

衍射是绕过障碍物（孔、缝）而传到障碍物背面的现象。干涉是相同频率的两列波有稳定的加强区与减弱区。比如薄膜干涉。干涉、衍射现象的发生是证明光是一种波的著名实验。至于解释光的衍射，就是因为光是波，所以能发生衍射。

光的衍射和干涉其实本质上是一回事，都是若干相干光线的相干叠加。只不过，干涉是有限条光线的相干叠加，可以直接代数相加。衍射是无限条光线的叠加，必须积分计算。1801年，英国物理学家托马斯·杨(1773—1829)在实验室里成功地观察到了光的干涉．两列或几列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强，在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象。光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将偏离直线传播的途径而绕到障碍物后面传播的现象，叫光的衍射（Diffraction of light）。光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性。

一、光的干涉干涉作用波长相同、相差恒定、传播方向相近的两束或两束以上的光在同一介质中相遇时，在交叠区相互作用产生相长增强或相消删除的现象称为光的干涉作用。产生干涉作用的波称为相干波。并不是任意两束光相遇都可发生干涉作用。能发生干涉的两束光必须符合以下条件：两束光的频率相同、振动方向相同、位相相同或位相差恒定。振动方向一致、振幅和频率相同的两束相干波（光波1与光波2）相遇，光波1的波峰、波谷与光波2的波峰、波谷同方向重叠，两束光发生干涉，其结果是产生的干涉波具有双倍的振幅，该过程称相长增强，光亮度因而加强（图1-3-11（a）。当这两束光波振动相位完全相反时，即光束1的波峰与光束2的波谷反向重叠，由于电磁场相互抵消，光波1与光波2干涉的结果是光亮度减为零，该过程称为相消删除（图1-3-11（b）。图1-3-11 光的干涉干涉色当两单色光源相干波发生干涉时，将产生一系列明暗条纹，称为干涉条纹；而复色光（即白光）发生干涉时，则产生由紫到红一系列的彩色条纹。由干涉作用形成的颜色，称为干涉色。干涉色的具体颜色受两束相干光的光程差制约，如果以白光作光源，当光程差在0～550nm范围内时，将依次出现暗灰、灰白、黄橙、紫红诸多干涉色，称为第一级序干涉色，其干涉色的特点是只有暗灰、灰白色而无蓝、绿色；当光程差在550～1100nm范围内时，将依次出现蓝、绿、黄橙、紫红色干涉色，称为第二级序干涉色，其特点是颜色鲜艳，干涉色条带间界线较清楚；当光程差约为1100～1650nm左右时，将出现第三级序干涉色，其干涉顺序与第二级序一致，但其干涉色色调比第二级序浅，干涉色条带间的界线已不十分清楚；当光程差大于1650nm后将出现第四级序以至更高级序的干涉色。干涉色级序越高，其颜色越浅，干涉条带之间的界线也越模糊不清。薄膜干涉在日常生活中，经常可以见到白色薄膜上的彩色条纹和玻璃窗上有了油膜时而出现的彩色条纹，这都是由光的薄膜干涉而引起的。如图1-3-12所示，在薄膜干涉中，从低层反射的光与薄层顶部反射的光相叠加、干涉而成色。对于干涉起决定作用的将是这两束光的光程差。当光程差是光波半波长的偶数倍时，两束光相长增强，当光程差是半波长的奇数倍时，两束光相互消删。当两束光为单色光时，干涉作用仅出现明暗相间的带；当两束光为复色光时，出现彩色。干涉色的颜色取决于薄膜的厚度、薄膜的折射率和入射光的性质。薄膜干涉往往是薄膜呈弧形表面，使平行入射的光线产生不同的入射角，造成不同的波程差，从而来满足不同波长的光产生干涉。图1-3-12 光的薄膜干涉a、b为入射光，a′为薄膜底层的反射光，b′为薄膜顶层的反射光，a′、b ′两束反射光相叠加发生干涉劈尖干涉实际中，薄膜并不一定表现为均一平面，当薄膜不均匀时，即薄膜的厚度发生变化时，将出现劈尖干涉或楔模干涉。劈尖往往具有一个平面，平行光线以相同的入射角入射，劈尖的作用造成不同的波程差，从而来满足不同波长的光产生干涉。晕彩是宝石中最常见的干涉现象，可以由于解理或裂隙的存在而产生，如晕彩石英。当光通过石英裂隙中的空气薄层时发生干涉，从薄层底部反射的光与薄层顶部反射的光相叠加，使本来无色的石英呈现五颜六色的干涉色。二、光的衍射光波在遇到障碍物时，偏离直线方向传播的现象称为光的绕射，也称为光的衍射。如图1-3-13（a）所示，自光源发出的光线穿过宽度可以调节的狭缝后，在屏幕上会出现光斑。在光源、狭缝和屏幕位置相对固定的情况下，光斑的大小由狭缝的宽度所决定。如果缩小狭缝的宽度，光斑也会随之变小；但当狭缝的宽度缩小到一定程度时，如约10-4m时，若狭缝的宽度再继续缩小，光斑不但不会缩小，反而会增大。这时光斑的全部亮度也发生变化，由原来亮度均匀分布的亮斑变成了一系列明暗相间的条纹（光源为单色光源）或彩色条纹（光源为白色光源），条纹的边界也失去了明显的界线。这就是光的衍射现象。衍射产生的原因是，光在没有障碍传播时，光是以平面波的形式向前推进传播的，当光在遇到障碍物时（见图1-3-13（b），其波场中的能量分布会发生变化，在障碍物边缘产生的子波的相位关系被打破，它们不再是平面波的一部分，不再沿平行方向传播，而是改变其传播方向，同时，一系列子波发生干涉便产生了干涉条纹。因此衍射产生的颜色效应包括了干涉。图1-3-13 光的衍射（a）与干涉（b）衍射是有条件的，只有当障碍物的大小与光波波长十分相近，或略大于光波波长时，衍射才能发生。单色光发生衍射时，衍射结果产生明暗相间的条纹；当复色光发生衍射时，产生的将是五颜六色的彩色条纹，衍射效应产生的是纯正的光谱色。光的衍射在宝石学中主要的应用有两个方面。其一，利用光的衍射原理而设计的衍射光栅，是宝石用分光镜的主要构件之一。从广义上讲，所谓光栅，就是具有周期性的空间结构或光学性能的衍射屏，利用衍射光栅制作宝石用分光镜可以将复色光即白光分解成线性的衍射光谱，且光谱颜色鲜艳。其二，利用光的衍射原理，可解释宝石中的一些特殊光学效应，如变彩效应。光栅的类型很多，有透视光栅、反射光栅、平面光栅、一维光栅、二维光栅、三维光栅等。三维光栅解释了欧泊的变彩。三、光的散射散射是指由传播介质的不均匀性引起的光线向四面八方射去的现象。当光线通过均匀、透明的物质（如清水、玻璃）时，在侧面是难以看到光线的。但是，当介质不均匀时，如清水中有了悬浮微粒时，便可在侧面看到光的轨迹（见图1-3-14），即看到侧光。此时介质的不均匀性是一种微观尺度上的不均匀，是以波长为单位来度量的。当介质均匀性遭到破坏，且不均匀的尺度达到波长数量级时，这些不均匀介质小块之间在光学性质上（如折射率）将有较大差别。在光波的作用下，它们将成为强度差别较大的次波源，这时除了按几何光学规律直线传播的光外，在其他方向或多或少也有光线存在，这就是散射光。由此可见，尺度与波长可比拟的不均匀性引起的散射，也可以看作是一种衍射作用。如果介质中不均匀团块的尺度大于波长的数量级时，散射又可看成是在这些团块上的反射和折射。如图1-3-15所示，图中（a）为一十分细小的微粒，使光波发生散射，而（b）为一较大物体，使光波发生反射，边缘部分发生衍射。图1-3-14 光的散射示意图一束电光通过稀释的牛奶后成为粉红色，而散射光是浅蓝色散射的强度和颜色多与不均匀微粒的大小和光的波长有关，就可见光（400～700nm）而言：①比可见光的波长小的微粒引起的散射：当微粒的大小在300～1nm左右时，其对可见光的散射强度与波长成反比，这类散射统称为瑞利散射。即波长短的蓝光比波长长的红光的散射要强得多，一般来说可以产生很好的蓝色—紫色的散射，其他波长的光被部分吸收而削弱。月光石的蓝色多属于此类散射。②接近或大于可见光波长的微粒引起的散射：其散射强度与波长关系不大，大多数情况下呈白色散光，这类散射统称为米氏散射。如不透明的白色石英。只有当散射微粒大小在λ～2λ之间时，散射光才可能呈各种颜色，主要是红色和绿色，这种情况宝石中比较少见，只有极少数的具黄色、米黄色乳光的月光石可能具有此结构。有时把散射微粒大于700nm的散射也称为白色米氏散射，这种散射可使宝石产生明亮的乳光，如月光石、芙蓉石、刚玉、尖晶石和蛋白石等。图1-3-15 介质尺度与光的散射、衍射和反射的关系（a）细小微粒，光波在此发生散射；（b）较大微粒，光波在此发生反射，边缘部分发生衍射四、光的色散当白色复合光通过具棱镜性质的材料时，棱镜将复合光分解而形成不同波长光谱的现象称为色散，它是由于光在同一介质中的传播速度随波长而异所造成的。白光是一种复色光，它由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等不同的单色光复合而成。当白光通过具有棱镜性质的材料时，由于不同波长的光在其中的传播速度不同，其折射率也会不同，因此当光线通过射入和射出棱镜材料经过两次折射后，就会把原来的白色光分解而形成不同波长的彩色光谱。如图1-3-16所示，其中红色光的波长最长，偏离入射光方向最小，而紫色光波长最短，其偏离入射光方向最大。色散形成的光谱，按各色光的偏离入射光的程度，由红色到紫色依次排列。图1-3-16 光的色散色散的强弱可以用色散值来表示。通常把材料对红光7nm和紫光8nm两束单色光的折射率差值规定为材料的色散值。色散值越大色散越强，反之越弱，这两种波长的光分别为太阳光光谱中的G线和B线。根据色散值的大小，可将色散划分成不同的等级：极低（010以下）、低（010～019）、中高（020～029）、高（030～059）、极高（060以上）。色散在宝石中有两种意义。其一可以作为宝石肉眼鉴定的特征之一，特别是在对无色或颜色较浅的宝石鉴定中起着较重要的作用。在一堆无色透明的宝石，如水晶、黄玉、绿柱石、玻璃、钻石中，有经验的宝石工作者可以根据钻石的高色散值（044）将钻石挑选出来，还可以根据不同的色散值，将钻石与锆石区分开来。其二，高色散值使宝石增添了无穷的魅力。无色的钻石之所以能成为宝石之王，很重要的原因之一便在于它的高色散值。当自然光照射到角度合适的钻石刻面时，会分解出光谱色，在钻石表面显示出一种五颜六色的火彩。彩色宝石的色散往往被自身颜色所覆盖，而表现得不十分明显，但是高色散值同样为彩色宝石增添光彩，如绿色的翠榴石，由于具有很高的色散值（057），看上去比绿色玻璃还艳丽得多。具有高色散的宝石有：锰铝榴石027，人造钇铝榴石028，锆石039，钻石044，榍石051，翠榴石057，合成立方氧化锆060，人造钛酸锶19，合成金红石33。影响宝石火彩的因素还有体色、净度和切工比例等。

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干涉：干涉现象是波动独有的特征。衍射：光绕过障碍物偏离直线传播路径而进入。能证明粒子性。参考资料：百度百科光的衍射

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如果采用单色平行光，则衍射后将产生干涉结果。相干波在空间某处相遇后，因位相不同，相互之间产生干涉作用，引起相互加强或减弱的物理现象。衍射的结果是产生明暗相间的衍射花纹，代表着衍射方向（角度）和强度。根据衍射花纹可以反过来推测光源和光栅的情况。为了衍射图样使光能产生明显的偏向，必须使“光栅间隔”具有与光的波长相同的数量级。用于可见光谱的光栅每毫米要刻有约500条线。　　1913年，劳厄想到，如果晶体中的原子排列是有规则的，那么晶体可以当作是X射线的三维衍射光栅。X射线波长的数量级是10^-8cm，这与固体中的原子间距大致相同。果然试验取得了成功，这就是最早的X射线衍射。显然，在X射线一定的情况下，根据衍射的花样可以分析晶体的性质。但为此必须事先建立X射线衍射的方向和强度与晶体结构之间的对应关系。编辑本段光的衍射　　光在传播路径中，遇到不透明或透明的障碍物或者小孔（窄缝），绕过障碍物，产生偏离直线传播的现象称为光的衍射。衍射时产生的明暗条纹或光环，叫衍射图样。　　定义：光波遇到障碍物以后会或多或少地偏离几何光学传播定律的现衍射示意图象。　　包括：单缝衍射、圆孔衍射、圆板衍射及泊松亮斑　　产生衍射的条件是：由于光的波长很短，只有十分之几微米，通常物体都比它大得多，但是当光射向一个针孔、一条狭缝、一根细丝时，可以清楚地看到光的衍射。用单色光照射时效果好一些，如果用复色光，则看到的衍射图案是彩色的。　　任何障碍物都可以使光发生衍射现象，但发生明显衍射现象的菲涅尔衍射条件是“苛刻”的。　　当障碍物的尺寸远大于光波的波长时，光可看成沿直线传播。注意，光的直线传播只是一种近似的规律，当光的波长比孔或障碍物小得多时，光可看成沿直线传播；在孔或障碍物可以跟波长相比，甚至比波长还要小时，衍射就十分明显。由于可见光波长范围为4×10-7m至7×10-7m之间，所以日常生活中很少见到明显的光的衍射现象。编辑本段惠更斯－菲涅尔原理　　惠更斯提出，媒质上波阵面上的各点，都可以看成是发射子波的波源，其后任意时刻这些子波的波迹，就是该时刻新的波阵面。惠更斯－菲涅尔原理能定性地描述衍射现象中光的传播问题。衍射菲涅尔充实了惠更斯原理，他提出波前上每个面元都可视为子波的波源，在空间某点P的振动是所有这些子波在该点产生的相干振动的叠加，称为惠更斯－菲涅尔原理。编辑本段衍射的种类　　（1）菲涅尔衍射：光源和观察点距障碍物为有限远的衍射称为菲涅尔衍射。单缝夫朗和费衍射（2）夫琅和费衍射：光源和观察点距障碍物为无限远，即平行光的衍射为夫琅和费衍射。　　包括：单缝衍射、圆孔衍射、圆板衍射及泊松亮斑(1)狭缝衍射　　让激光发出的单色光照射到狭缝上，当狭缝由很宽逐渐减小，在光屏上出现的现象怎样？　　当狭缝很宽时，缝的宽度远远大于光的波长，衍射现象极不明显，光沿直线传播，在屏上产生一条跟缝宽度相当的亮线；但当缝的宽度调到很窄，可以跟光波相比拟时，光通过缝后就明显偏离了直线传播方向，照射到屏上相当宽的地方，并且出现了明暗相间的衍射条纹，狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，。但亮度越来越暗。　　试验：可以用游标卡尺调整到肉眼可辨认的最小距离，再通过此缝看衍射仪光源(2)小孔衍射　　当孔半径较大时，光沿直线传播，在屏上得到一个按直线传播计算出来一样大小的亮光圆斑；减小孔的半径，屏上将出现按直线传播计算出来的倒立的光源的像，即小孔成像；继续减小孔的半径，屏上将出现明暗相间的圆形衍射光环。编辑本段衍射的几何理论　　应用射线概念分析电磁波衍射特性的渐近理论，简称 GTD。几何理论是单色波场方程的解在频率趋于无限时的极限，因而也是适合于高频情形的渐近解，而这种理论的基本思想是把均匀平面波在无限平界面上的反射和折射、在半无限楔形导体边缘上的衍射和沿圆柱导体表面的爬行波严格解的渐近式，应用于从点源发出的球面波或线源发出的柱面波在圆滑界面上的反射和折射、在弧形导体刃口上的衍射和沿导体凸表面的爬行，并把它作为问题的0阶段近解。　　衍射的几何理论　　② 反射系数、衍射系数和爬行线的衰减系数采用无限直刃和无限长圆柱上严格解的渐近结果。　　③ 投射波、反射波和衍射波的场强各与其主曲率半径的几何平均数成反比，而确定反射波和衍射波曲率矩阵的原则是相位匹配。所谓相位匹配，如图3，设A是衍射点，A┡是其邻点，则，A、A┡两点所在的衍射波面的相位差与 A、A┡两点所在的投射波面的相位差应当相同。　　衍射的几何理论最早是由JB凯勒于1957年提出来的，后来经许多人的工作而日趋完善，在处理很多异形物体的散射问题以及用数值计算解散射和衍射问题中得到应用。但是，因为严格解的渐近式在阴影区与照明区的过渡区域不能成立，所以在这个区域，GTD 不能应用，为了弥补这一缺陷，J波斯马等人后来提出一致渐近理论 (UAT)。这个理论的基本思想是，给投射波乘以人为因子，使这因子在照明区内近于1而在阴影区内近于0，在过渡区内则随着场点趋近于照明区边界而无限增大。将这乘了因子的投射波与衍射波的渐近式相加能一致连续，这种理论也得到了广泛的应用。但是，它的基础仅仅是一个估值(ansatz)，而且在刃口以及其他焦散线附近，它和 GTD同样不能应用。然而射线理论有很多优点，人们仍在探索改进的途径。　若干个光波（成员波）相遇时产生的光强分布不等于由各个成员波单独造成的光强分布之和，而出现明暗相间的现象。例如在杨氏双孔干涉（见杨氏干涉实验）中，由每一小孔H1或H2出来的子波就是一个成员波，当孔甚小时，由孔H1出来的成员波单独造成的光强分布 I1(x)在相当大的范围内干涉图样大致是均匀的；单由从孔H2出来的成员波造成的光强分布I2(x)亦如此。二者之和仍为大致均匀的分布。而由两个成员波共同造成的光强分布I(x)，则明暗随位置x的变化十分显著，显然不等于I┡(x)。　　　每个成员波单独造成大致均匀的光强分布，这相当于要求各成员波本身皆没有明显的衍射，因为衍射也会造成明暗相间的条纹（见光的衍射）。所以，当若干成员波在空间某一区域相遇而发生干涉时，应该是指在该区域中可以不考虑每个成员波的衍射。　　应注意，前面所说的光强并不是光场强度（正比于振幅平方）的瞬时值，而是在某一段时间间隔Δt内光场强度的平均值或积分值；Δt的长短视检测手段或装置的性能而定。例如，人眼观察时，Δt就是视觉暂留时间；用胶片拍摄时，Δt则为曝光时间。　　干涉现象通常表现为光强在空间作相当稳定的明暗相间条纹分布；有时则表现为，当干涉装置的某一参量随时间改变时，在某一固定点处接收到的光强按一定规律作强弱交替的变化。　　光的干涉现象的发现在历史上对于由光的微粒说到光的波动说的演进起了不可磨灭的作用。1801年，T杨提出了干涉原理并首先做出了双狭缝干涉实验，同时还对薄膜形成的彩色作了解释。1811年，DFJ阿喇戈首先研究了偏振光的干涉现象。现代，光的干涉已经广泛地用于精密计量、天文观测、光弹性应力分析、光学精密加工中的自动控制等许多领域。编辑本段产生条件综述　　只有两列光波的频率相同，相位差[1]恒定，振动方向一致的相干光源，才能产生光的干涉。由两个普通独立光源发出的光，不可能具有相同的频率，更不可能存在固定的相差，因此，不能产生干涉现象。具体方法　　为使合成波场的光强分布在一段时间间隔Δt内稳定，要求：①各成员波的频率v（因而波长λ ）相同；②任两成员波的初位相之差在Δt内保持不变。条件②意味着，若干个通常独立发光的光源，即使它们发出相同频率的光，这些光相遇时也不会出现干涉现象。原因在于：通常光源发出的光是初位相作无规光的干涉分布的大量波列，每一波列持续的时间不超过10秒的数量级，就是说，每隔10秒左右，波的初位相就要作一次随机的改变。而且，任何两个独立光源发出波列的初位相又是统计无关的。由此可以想象，当这些独立光源发出的波相遇时，只在极其短暂的时间内产生一幅确定的条纹图样，而每过10秒左右，就换成另一幅图样，迄今尚无任何检测或记录装置能够跟上如此急剧的变化，因而观测到的乃是上述大量图样的平均效果，即均匀的光强分布而非明暗相间的条纹。不过，近代特制的激光器已经做到发出的波列长达数十公里，亦即波列持续时间为10秒的数量级。因此，可以说，若采用时间分辨本领Δt比10秒更短的检测器（这样的装置是可以做到的），则两个同频率的独立激光器发出的光波的干涉，也是能够观察到的。另外，以双波干涉为例还要求：③两波的振幅不得相差悬殊；④在叠加点两波的偏振面须大体一致。　　当条件③不满足时，原则上虽然仍能产生干涉条纹，但条纹之明暗区别甚微，干涉现象很不明显。条件④要求之所以必要是因为，当两个光波的偏振面相互垂直时，无论二者有任何值的固定位相差，合成场的光强都是同一数值，不会表现出明暗交替（欲观察明暗交替，须借助于偏振元件）。　　以上四点即为通常所说的相干条件。满足这些条件的两个或多个光源或光波，称为相干光源或相干光波。编辑本段产生相干光波综述　　由一般光源获得一组相干光波的办法是，借助于一定的光学装置（干涉装置）将一个光源发出的光波（源波）分为若干个波。由于这些波来自同一源波，所以，当源波的初位相改变时，各成员波的初位相都随之作相同的改变，从而它们之间的位相差保持不变。同时，各成员波的偏振方向亦与源波一致，因而在考察点它们的偏振方向也大体相同。一般的干涉装置又可使各成员波的振幅不太悬殊。于是，当光源发出单一频率的光时，上述四个条件皆能满足，从而出现干涉现象。当光源发出许多频率成分时，每一单频成分（对应于一定的颜色）会产生相应的一组条纹，这些条纹交叠起来就呈现彩色条纹。分波阵面法　　分波阵面法。将点光源的波阵面分割为两部分，使之分别通过两个光具组，经反射、折射或衍射后交迭起来，在一定区域形成干涉。由于波阵面上任一部分都可看作新光源，而且同一波阵面的各个部光的干涉分有相同的位相，所以这些被分离出来的部分波阵面可作为初相位相同的光源，不论点光源的位相改变得如何快，这些光源的初相位差却是恒定的。杨氏双缝、菲涅耳双面镜和洛埃镜等都是这类分波阵面干涉装置。分振幅法　　分振幅法。当一束光投射到两种透明媒质的分界面上，光能一部分反射，另一部分折射。这方法叫做分振幅法。最简单的分振幅干涉装置是薄膜，它是利用透明薄膜的上下表面对入射光的依次反射，由这些反射光波在空间相遇而形成的干涉现象。由于薄膜的上下表面的反射光来自同一入射光的两部分，只是经历不同的路径而有恒定的相位差，因此它们是相干光。另一种重要的分振幅干涉装置，是迈克耳孙干涉仪。编辑本段干涉条纹　　在各种干涉条纹中，等倾干涉条纹和等厚干涉条纹是比较典型的两种。以上假定光源发出的是单色光（或者用滤光片从光源所发的许多波长的光中取出某一单色光）。当光源发出的许多波长的光皆发生干涉时，会形成彩色干涉条纹（见白光条纹）。编辑本段干涉分类双光波干涉　　即两个成员波的干涉。杨氏双孔和双缝干涉、菲涅耳双镜干涉及牛顿环等属于此类。双光波干涉形成的明暗条纹都不是细锐的，而是光强分布作正弦式的变化，这就是双光波干涉的特征。多光波干涉则可形成细锐的条纹。多光波干涉　　即多于两个成员波的干涉。陆末-格尔克片干涉属于此类。图中A为平行平板玻璃，一端开有倾斜的入射窗BC。从S发出的源波经BC进入玻璃片后在其上、下表面间多次反射。每次在上表面反射时，皆同时有一波折射入空气中。所有各次折射入空气中的波就是从同一源波按分振幅方式造成的一组成员波。在透镜L 的焦平面Π上观测干涉条纹。相邻两波在P点的位相差为公式1式中λ 为光波在真空中的波长，n为玻璃的折射率，t为玻璃片厚度，β 为玻璃片内的光程辅助线与表面法线的夹角。在接收面光强分布的条纹十分细锐，这是多光波干涉的特征。偏振光的干涉　　在以上所举的干涉中，各成员波在考察点处可认为偏振方向大体一致。当参与干涉的两个成员波的偏振面夹有一定角（例如 90°）时，如何产生干涉见偏振光的干涉。编辑本段应用　　根据光的干涉原理可以进行长度的精密计量。例如用迈克耳孙干涉仪校准块规的长度。其方法如下，用单色性很好的激光束（波长为 λ）作为光源，并在迈克耳孙干涉仪的可动镜臂上装有精密的触头，先使触头接触块规的一端，然后撤去块规，令可动镜移动。这时，每移动λ/2，两臂中光路的光程差就增加λ，从而置于干涉视场中心的检测器就输出一次强弱变化，使记数器的数字增加 1。直到触头接触基面（块规的另一端面原来放在基面上）为止。若记数器总共增加的数为n，则测得块规的长度为公式2　　精密的装置可以把n精确到±1以下，于是测量长度的误差不超过±λ/20。　　利用干涉现象还可以检测加工过程中工件表面的几何形状与设计要求之间的微小差异。例如要加工一个平面，则可首先用精密工艺制造一个精度很高的平面玻璃板（样板）。使样板的平面与待测件的表面接触，于是此二表面间形成一层空气薄膜。若待测表面确是很好的平面，则空气膜到处等厚或者是规则的楔形。当光照射时，薄膜形成的干涉光强呈一片均匀或是平行、等间隔的直条纹。如果待测表面在某些局域偏离了平面，则此处的干涉光强与别处不同或者干涉条纹在该处呈现弯曲。从条纹变异的情况可以推知待测表面偏离平面的情况。偏离量为波长的若干分之一是很容易观察得到的。编辑本段说明　　①在交迭区域内各处的强度如果不完全相同而形成一定的强弱分布，显示出固定的图象叫做干涉图样。也即对空间某处而言，干涉迭加后的总发光强度不一定等于分光束的发光强度的迭加，而可能大于、等于或小于分光束的发光强度，这是由波的叠加原理决定的（即波峰和波峰相加为两倍的波峰）。　　②通常的独立光源是不相干的。这是因为光的辐射一般是由原子的外层电子激发后自动回到正常状态而产生的。由于辐射原子的能量损失，加上和周围原子的相互作用，个别原子的辐射过程是杂乱无章而且常常中断，持续对同甚短，即使在极度稀薄的气体发光情况下，和周围原子的相互作用已减至最弱，而单个原子辐射的持续时间也不超过10^-8秒。当某个原子辐射中断后，受到激发又会重新辐射，但却具有新韵初相位。这就是说，原子辐射的光波并不是一列连续不断、振幅和频率都不随时间变化的简谐波，即不是理想的单色光，而是如图所示，在一段短暂时间内(如τ=10-8s)保持振幅和频率近似不变，在空间表现为一段有限长度的简谐波列。此外，不同原子辐射的光波波列的初相位之间也是没有一定规则的。这些断续、或长或短、初相位不规则的波列的总体，构成了宏观的光波。由于原子辐射的这种复杂性，在不同瞬时迭加所得的干涉图样相互替换得这样快和这样地不规则，以致使通常的探测仪器无法探测光的干涉这短暂的干涉现象。　　尽管不同原子所发的光或同一原子在不同时刻所发的光是不相干的，但实际的光干涉对光源的要求并不那么苛刻，其光源的线度远较原子的线度甚至光的波长都大得多，而且相干光也不是同一时刻发出的。这是因为实际的干涉现象是大量原子发光的宏观统计平均结果，从微观上来说，光子只能自己和自己干涉，不同的光子是不相干的；但是，宏观的干涉现象却是大量光子各自干涉结果的统计平均效应。　　③由于六十年代激光的问世，已使光源的相干性大大提高，同时快速光电探测仪器的出现，探测仪器的时间响应常数缩短，以至可以观察到两个独立光源的干涉现象。另，在现在的高中课本中，已经有光的干涉实验，用激光或者同一灯泡通过双缝进行实验）　　1963年玛格亚和曼德用时间常数为10^-8～10^-9秒的变像管拍摄了两个独立的红宝石激光器发出的激光的干涉条纹。可目视分辨的干涉条纹有23条。　　④相干光的获得。对于普通的光源，保证相位差恒定成为实现干涉的关键。为了解决发光机制中初相位的无规则迅速变化和干涉条纹的形成要求相位差恒定的矛盾，可把同一原子所发出的光波分解成两列或几列，使各分光束经过不同的光程，然后相遇。这样，尽管原始光源的初相位频繁变化，分光束之间仍然可能有恒定的相位差，因此也可能产生干涉现象。　　⑤光的干涉现象是光的波动性的最直接、最有力的实验证据。光的干涉现象是牛顿微粒模型根本无法解释的，只有用波动说才能圆满地加以解释。由牛顿微粒模型可知，两束光的微粒数应等于每束光的微粒之和，而光的干涉现象要说明的却是微粒数有所改变，干涉相长处微粒数分布多；干涉相消处，粒子数比单独一束光的还要少，甚至为零。这些问题都是微粒模型难以说明的。再从另一角度来看光的干涉现象，它也是对光的微粒模型的有力的否定。因为光总是以3×10^8m/s的速度在真空中传播，不能用人为的方法来使光速作任何改变(除非在不同介质中，光速才有不同。但对于给定的一种介质，光速也是一定的)。干涉相消之点根本无光通过。那么按照牛顿微粒模型，微粒应该总是以3×10^8m/s的速度作直线运动，在干涉相消处，这些光微粒到那里去了呢?如果说两束微粒流在这些点相遇时，由于碰撞而停止了，那么停止了的(即速度不再是3×lO^8m/s，而是变为零)光微粒究竟是什么东西呢?如果说是移到干涉相长之处去了，那么又是什么力量使它恰恰移到那里去的呢?所有这些问题都是牛顿微粒模型根本无法回答的。然而波动说却能令人信服地解释它，并可由波在空间按一定的位相关系迭加来定量地导出干涉相长和相消的位置以及干涉图样的光强分布的函数解析式。　　因此干涉现象是波的相干迭加的必然结果，它无可置疑地肯定了光的波动性，我们还可进一步把它推广到其他现象中去，凡有强弱按一定分布的干涉图样出现的现象，都可作为该现象具有波动本性的最可靠最有力的实验证据。编辑本段参考书目　　M玻恩、E沃耳夫著，杨葭荪等译校：《光学原理》，上册；黄乐天等译校：《光学原理》，下册，科学出版社，北京，1978，1981。(MBorn and E Wolf，Principles of Optics，5th ，Pergamon Press，Oxford，) F A Jenkins and H E White，Fundamentals of Optics，4th ，McGraw-Hill，Kogakusha，

区别：1、光的衍射现象是光波遇到障碍物时偏离直线传播，在屏幕上出现光强分布不均匀的现象，只有当遇到与波长差不多的障碍物或孔时，才会出现明显的干涉现象。2、光的干涉现象是两列或多列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强，在另一些区域始终减弱，形成的稳定的强弱分布的现象，干涉产生的条件是波的频率相同，振动方向一致，相位差恒定。光是一种电磁波，当一束光通过有孔的屏障以后，其强度可以波及到按直线传播定律所划定的几何阴影区内，也使得几何照明区内出现某些暗斑或暗纹。总之，衍射效应使得障碍物后空间的光强分布既区别于几何光学给出的光强分布，又区别于光波自由传播时的光强分布，衍射光强有了一种重新分布。扩展资料：当光孔线度远远大于光波长λ时，衍射效应很不明显，近似于直线传播。当光孔线度逐渐变小，衍射效应逐渐明显，在远处便出现亮暗分布的衍射图样。当光孔线度小到可以同光波长相比拟时，衍射效应极为明显，衍射范围弥漫整个视场，过渡为散射情形。当狭缝很宽时，缝的宽度远远大于光的波长，衍射现象极不明显，光沿直线传播，在屏上产生一条跟缝宽度相当的亮线。但当缝的宽度调到很窄，可以跟光波相比拟时，光通过缝后就明显偏离了直线传播方向，照射到屏上相当宽的地方，并且出现了明暗相间的衍射条纹，纹缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽。但亮度越来越暗。

它们产生的现象、条件和原理不同。1．衍射：光线照射到物体边沿后通过散射继续在空间发射的现象。原理：如果采用单色平行光，则衍射后将产生干涉结果。相干波在空间某处相遇后，因位相不同，相互之间产生干涉作用，引起相互加强或减弱的物理现象。衍射的条件，一是相干波（点光源发出的波），二是光栅。衍射的结果是产生明暗相间的衍射花纹，代表着衍射方向（角度）和强度。2．干涉：为两波重叠时组成新合成波的现象。原理：两波在同一介质中传播，相向行进而重叠时，重叠范围内介质的质点同时受到两个波的作用。若波的振幅不大，此时重叠范围内介质质点的振动位移等于各别波动所造成位移的矢量和，称为波的重叠原理。（光波传播时也有干涉现象，但是这时没有介质中的质点受作用）同相：若两波的波峰（或波谷）同时抵达同一地点，称两波在该点同相。反相：若两波之一的波峰与另一波的波谷同时抵达同一地点，称两波在该点反相。两波交会后的波形和行进速度，不会因为曾经重叠而发生变化。扩展资料光衍射现象的观察与特征。衍射是所有波的共同传播特性。在日常生活中，在广播环节中，声波、水波和无线电波的衍射随时随地发生，很容易被人们发现。然而，由于可见光的波长很短，而普通光是一种非相干表面光，因此可见光的衍射难以检测。当孔、圆屏、狭缝、细丝、刀口和直边等障碍物被强光照射时，在足够远的地方屏幕上就会出现不同的衍射图案。参考资料：百度百科-光的衍射

光的干涉与衍射论文选题方向是

光的波粒二象性指光既有波动性，也有粒子性。干涉指两列频率相同，相位恒定，振动方向相同的两列波发生叠加，出现强度有极强与极弱的现象。衍射指光通过障碍物（尺寸与波长相当）时，出现明暗相间的现象。

1．干涉现象两列频率相同的光波在空中相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱，出现明暗相间的条纹或者是彩色条纹的现象叫做光的干涉。 2．产生稳定干涉的条件只有两列光波的频率相同，位相差恒定，振动方向一致的相干光源，才能产生光的干涉。由两个普通独立光源发出的光，不可能具有相同的频率，更不可能存在固定的相差，因此，不能产生干涉现象光的干涉将一束光设法分成两部分并使它们发生叠加，即可获得干涉图样． 1．杨氏双缝干涉实验：从单缝(线光源)发出的单色光射到与之平行的双缝上，即可在双缝屏后获得来自双缝(相干光源)的两束相干光在空间叠加，用光屏承接后可获得干涉图样(在一定范围内出现等间隔明暗相间的平行干涉条纹；用白光做实验则可获得彩色干涉图样)．相邻两条亮纹 2．薄膜干涉：一列光波照射到透明薄膜上，从膜的前、后表面分别反射形成两列相干光波，叠加后产生干涉．其中，对楔形薄膜来说，凡是薄膜厚度相等的一些相邻位置，光的干涉效果相同而形成一条同种情况(譬如光振动加强)的干涉条纹(亮纹)．随着薄膜厚度的逐渐变化，干涉效果出现周期性变化，一般在薄膜上形成明暗交替相间的干涉条纹图样．称为等厚薄膜干涉．产生衍射的条件是：由于光的波长很短，只有十分之几微米，通常物体都比它大得多，但是当光射向一个针孔、一条狭缝、一根细丝时，可以清楚地看到光的衍射。用单色光照射时效果好一些，如果用复色光，则看到的衍射图案是彩色的。光的衍射 1．衍射现象光绕过障碍物偏离直线传播路径而进入阴影区里的现象，叫光的衍射。光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性。 2．光产生明显衍射的条件小孔或障碍物的尺寸比光波的波长小，或者跟波长差不多时，光才能发生明显的衍射现象。由于可见光波长范围为4×10-7m至7×10-7m之间，所以日常生活中很少见到明显的光的衍射现象。任何障碍物都可以使光发生衍射现象，但发生明显衍射现象的条件是“苛刻”的。当障碍物的尺寸远大于光波的波长时，光可看成沿直线传播。注意，光的直线传播只是一种近似的规律，当光的波长比孔或障碍物小得多时，光可看成沿直线传播；在孔或障碍物可以跟波长相比，甚至比波长还要小时，衍射就十分明显。 3．衍射的种类： (1)狭缝衍射让激光发出的单色光照射到狭缝上，当狭缝由很宽逐渐减小，在光屏上出现的现象怎样？当狭缝很宽时，缝的宽度远远大于光的波长，衍射现象极不明显，光沿直线传播，在屏上产生一条跟缝宽度相当的亮线；但当缝的宽度调到很窄，可以跟光波相比拟时，光通过缝后就明显偏离了直线传播方向，照射到屏上相当宽的地方，并且出现了明暗相间的衍射条纹，纹缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，。但亮度越来越暗。试验：可以用游标卡尺调整到肉眼可辨认的最小距离，再通过此缝看光源 (2)小孔衍射当孔半径较大时，光沿直线传播，在屏上得到一个按直线传播计算出来一样大小的亮光圆斑；减小孔的半径，屏上将出现按直线传播计算出来的倒立的光源的像，即小孔成像；继续减小孔的半径，屏上将出现明暗相间的圆形衍射光环。

光的干涉和衍射论文选题方向

光的衍射类似，光的干涉现象是波动独有的特征。光是一种波，就必然会观察到光的干涉现象。1801年，英国物理学家托马斯杨(1773-1829)在实验室里成功地观察到了光的干涉。只有两列光波的频率相同，相位差恒定，振动方向一致的相干光源，才能产生光的干涉。由两个普通独立光源发出的光，不可能具有相同的频率，更不可能存在固定的相差，因此，不能产生干涉现象。下图为学生实验光的双缝干涉原理示意图。 soso_tc_slider_img托马斯杨双缝干涉实验 1807年，托马斯杨总结出版了他的《自然哲学讲义》，里面综合整理了他在光学方面的工作，并在里面第一次描述了双缝实验：把一支蜡烛放在一张开了一个小孔的纸前面，这样就形成了一个点光源（从一个点发出的光源）。现在在纸后面再放一张纸，不同的是第二张纸上开了两道平行的狭缝。从小孔中射出的光穿过两道狭缝投到屏幕上，就会形成一系列明、暗交替的条纹，这就是现在众人皆知的双缝干涉条纹。 soso_tc_slider_img托马斯杨描述了双缝干涉实验，后来的历史证明，这个实验完全可以跻身于物理学史上最经典的前五个实验之列。但是他认为光是在以太媒质中传播的纵波。这与光的偏振现象产生了矛盾，然而杨并未放弃光的波动说。杨的著作点燃了革命的导火索，光的波动说在经过了百年的沉寂之后，终于又回到了历史舞台上来。但是它当时的日子并不好过，在微粒说仍然一统天下的年代，杨的论文开始受尽了权威们的嘲笑和讽刺，被攻击为"荒唐"和"不合逻辑"。在近20年间竟然无人问津，杨为了反驳专门撰写了论文，但是却无处发表，只好印成小册子。但是据说发行后"只卖出了一本"。 1818年菲涅耳在巴黎科学院举行的一次以解释衍射现象为内容的科学竞赛中以光的干涉原理补充了惠更斯原理，提出了惠更斯-菲涅耳原理，完善了光的衍射理论并获得优胜。早于1817年在面对波动说与光的偏振现象的矛盾时，杨觉察到如果光是横波或许问题可以得到解决，并把这一想法写信告诉了阿拉果，阿拉果立即把这一思想转告给了菲涅耳。于是当时已独自领悟到这一点的菲涅耳立即用这一假设解释了偏振现象，证明了光的横波特性，使得光的波动说进入一个新的时期。