光干涉的应用论文
光是一种波,观察光的干涉现象是必然的。在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。
只有两个频率相同、相位差恒定、振动方向一致的相干光源才能产生光干涉。两个普通的独立光源发出的光不可能有相同的频率,更不可能有固定的相位差,所以不能干涉。
下图是学生实验光的双缝干涉原理。
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托马斯·杨的双缝干涉实验
1807年,托马斯·杨总结出版了《自然哲学讲义》,全面整理了他在光学方面的工作,第一次描述了双缝实验:在一张开有小孔的纸前放一支蜡烛,这样就形成了一个点光源(从一个点发出的光源)。
现在把另一张纸放在纸的后面,不同的是在第二张纸上开了两条平行的狭缝。小孔发出的光经过两个狭缝,投射到屏幕上,会形成一系列明暗相间的条纹,也就是现在所说的双缝干涉条纹。
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托马斯·杨描述了双缝干涉的实验,后来的历史证明这个实验可以跻身物理学史上最经典的五大实验之列。但他认为光是在以太介质中传播的纵波。这与光的偏振性相矛盾,但杨并没有放弃光的波动理论。
杨的作品点燃了革命的导火索,光涨落理论在沉寂百年后终于重返历史舞台。
然而,那时候并不容易。在粒子理论仍占主导地位的时代,杨的论文开始受到官方的嘲笑和讽刺,被攻击为“荒谬”和“不合逻辑”。在过去的20年里,没有人关心。为了反驳,杨专门写了一篇论文,但无处发表,只好印成小册子。但据说发行后“只卖出了一本”。
1818年,菲涅耳用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,并获奖。
早在1817,杨在面对波动理论与光的偏振之间的矛盾时,意识到如果光是剪切波,问题可能就解决了,并就此写信给,随即将这一想法转达给菲涅耳。
于是当时已经自己意识到这一点的菲涅耳,立即用这个假设解释了偏振,证明了光的横波特性,使光的波动理论进入了一个新的时期。