杨氏干涉实验yangshi ganshe shiyan

最早的双光束分波面干涉实验。英国物理学家T.杨在1801年所做，有双孔和双缝两种。杨氏双孔实验如图1所示，不透明屏A上有两个相同的针孔S₁和S₂，单色点光源S在S1和S₂连线的垂直平分线上，B为远离A的观察屏。从S发出的球面波的波阵面上，孔S₁和S₂截出两小面元，它们通过小孔S₁和S₂衍射，相当于在S₁和S₂处有两个子光源。它们发光的初位相相同，在它们发出的（衍射）光束的重叠区域(图1中阴影部分)产生干涉。屏B上可观察到明暗相间的干涉条纹，形状为双曲线(图2)。S所在的S₁和S₂连线的垂直平分线与屏B的交点为O，是屏B上x轴的原点，P点在x轴上，到O点的距离为x。屏A到B之间的距离为d，取空气的折射率为l，当d>>b,x时，S1和S2到P点的光程差为△≈bx/d。若P点在O点附近，可以认为S₁和S₂在P点产生的光振动振幅近似相等，记为A0，则沿x轴的光强分布为

其相应的光强分布曲线(图3)为极大值位于x=mdλ/b处(m=0,±1,±2……)，相应的光强为Ima_x＝4A02；极小值位于x=(2m+1)dλ/2b处(m=0,±1,±2，……)，相应的光强为I_min＝0。当S和S₁、S₂分别为与x轴方向垂直的缝光源和狭缝时，就是杨氏双缝干涉实验。在这个实验中，屏B上呈现明暗相间的直条纹，条纹与x轴方向垂直，并且比双孔时更为明亮，条纹与x轴相交的位置与双孔的x轴上的极值位置相同。相邻明条纹（或暗条纹）的间距均为△x=dλ/b。

图1

图2

图3

杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说，具有重要的历史意义。杨在测出d、b和△x后，还得到了光波的波长值。