光学基础知识（3）光的干涉

        光的干涉是波动的一个重要特性，表现在不同光波的相互叠加中。通常，两个或多个光波重叠时会在空间产生相互增强或相互抵消的现象，即干涉。干涉现象是支持光具有波动性的关键实验之一，而杨氏双缝干涉实验（Young's double-slit experiment）正是最经典的验证光的干涉原理的实验。

1. 杨氏双缝干涉实验的原理

1801年，托马斯·杨（Thomas Young）通过双缝实验成功地观察到光的干涉现象。他在实验中将光源通过单缝投射到双缝上，光波在通过双缝后形成两束相干光源，再投射到屏幕上，最终在屏幕上观察到明暗相间的干涉条纹。

实验过程

• 光源和单缝：首先，将一束单色光源（如激光）经过单缝，以便得到相干光（波长、频率、相位一致的光波），保证干涉现象的发生。
• 双缝结构：单缝之后的光波照射到两条细窄的双缝上，这两缝间的距离相对较小，约为微米级别。通过双缝的光波就相当于由两个相距很近的点光源发出的相干光波。
• 干涉条纹形成：双缝后面放置一个屏幕，观察双缝射出的光波在屏幕上的叠加效果。由于波长、相位一致的两个光波在屏幕上叠加，在不同的地方会产生不同的相位差，从而形成明暗相间的干涉条纹。

干涉条纹的生成

在屏幕上的某一点，双缝射出的光波之间的相位差取决于光程差，即两束光从双缝到达该点所走的距离之差。如果这两束光波在某一点的相位相同（相位差为$2\pi n$，$n$为整数），它们就会发生相长干涉，即增强，形成亮条纹；而如果相位差为奇数倍的$\pi$（$2n+1)\pi$），则会发生相消干涉，形成暗条纹。

假设双缝间的距离为$d$，波长为$\lambda$，在屏幕上距双缝垂线距离为$L$的位置，屏幕上某一点到两缝的光程差为$\Delta d = d \sin \theta$。在小角度近似下，干涉条纹的位置可表示为：

y=mλLdy = \frac{m