现象介绍报告
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干涉图样
当几束光波（分波）相遇时，产生的光强分布并不等于各分波单独引起的光强分布之和，就会出现明暗交替的现象。例如在杨氏双孔干涉中（见杨氏干涉实验），从每一个小孔H1或H2出来的子波都是一个分波。当孔很小的时候，从H1孔单独出来的分波引起的光强分布I1（x）在相当大的范围内大致是均匀的；从H2孔单独出来的分波引起的光强分布I2（x）也是如此，二者之和仍是大致均匀的分布。但两个分波共同引起的光强分布I（x）却随着位置x发生很大的变化，显然不等于I1（x）+l2（x）[2]。
各分量波单独产生大致均匀的光强分布，相当于要求各分量波本身无明显衍射，因为衍射也能造成明暗条纹（见光的衍射）。因此，当几束分量波在空间某一区域相遇干涉时，应该意味着在这一区域内，各分量波的衍射都可以忽略不计。
需要注意的是，上面所说的光强并不是光场强度的瞬时值（与振幅的平方成正比），而是一定时间间隔Δt内光场强度的平均值或积分值；Δt的长短取决于检测方法或装置的性能。例如，人眼观察时，Δt为视觉停留时间；用胶片拍摄时，Δt为曝光时间。
干涉现象通常表现为空间上相当稳定的明暗条纹分布；有时，当干涉装置的某个参数随时间变化时，在定点接收到的光强也按一定的规律交替变化。
光的干涉现象的发现，在历史上由光的粒子论向光的波动论的演变中起到了不可磨灭的作用。1801年，T.杨提出干涉原理并首次进行了双缝干涉实验，还解释了胶片形成的颜色。1811年，DFJ阿拉戈首次研究了偏振光的干涉现象。如今，光的干涉已广泛应用于精密测量、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。
生成条件报告
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概述
只有当两个相干光源频率相同、相位差恒定、振动方向一致时，光才会发生干涉。普通两个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，因此也就不能产生干涉。
具体方法
光的干涉
为了使合成波场的光强分布在时间间隔Δt内保持稳定，要求：①各分量波的频率v（因而波长λ）相同；②任意两个分量波的初相位差在Δt内保持不变。条件②意味着即使若干个通常独立的光源发射相同频率的光，这些光相遇也不会发生干涉。原因是光源发射的光通常是大量初相位随机分布的波列，每个波列的持续时间为10的负8次方秒，即每隔10的负8次方秒，波的初相位就会随机变化。而且，任意两个独立光源发射的波列的初相位都是统计上独立的。可以想象，当这些独立光源发射的波相遇时，在很短的时间内只产生一定的条纹图案，每隔10秒左右就被另一种图案所取代。 到目前为止，还没有任何探测或记录装置能跟得上如此急剧的变化光的干涉和衍射，因此观察到的只是上述大量图样的平均效应，即均匀的光强分布而非明暗交替的条纹。但现代特制的激光器已能发射长达数十公里的波列。因此可以说，如果采用时间分辨率Δt短于10秒的探测器(这样的装置是可以制造的)，也能观察到两个独立同频率激光器发射的光波的干涉。此外，以双波干涉为例，还要求：③两波的振幅不能相差太大；④两波在叠加点处的偏振面要大致一致。
当不满足条件③时，原则上仍能产生干涉条纹，但条纹的明暗差别很小，干涉现象不明显。之所以需要条件④，是因为当两束光波的偏振面相互垂直时，无论二者之间固定的相位差为多少，合成场的光强都是同一值，不会出现明暗交替的现象（要观察明暗交替现象，必须使用偏振元件）。
以上四点通常被称为相干条件，满足这些条件的两个或两个以上的光源或光波就被称为相干光源或相干光波。
产生相干光波
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概述
从一般光源得到一组相干光波的方法是利用一定的光学装置（干涉仪）把光源发射出的光波（源波）分成若干个波。由于这些波来自同一个源波，当源波的初相位改变时，各分量波的初相位也会同样改变，使它们之间的相位差保持不变。同时，各分量波的偏振方向也与源波一致，因此在观察点处它们的偏振方向也大致相同。一般的干涉仪还能使各分量波的振幅相差不大。因此，当光源发射单一频率的光时，上述四个条件都能满足，就会发生干涉。当光源发射出许多频率分量时，每个单一频率分量（对应某一颜色）都会产生相应的一组条纹，这些条纹相互重叠就呈现出彩色条纹[3]。
这里对托马斯·杨获得相干光的方法做个补充：在双孔前加一个小孔S，根据惠更斯原理，经过小孔S衍射的光变成球面波，从而得到相干光。一般实验用的是相干性好的激光，不需要小孔S。直接把激光照射到双孔上就可以得到干涉图样。
波前分裂
波前分裂法。将点光源的波前分裂为两部分，分别经过两组光学设备，经反射、折射或衍射后，在一定区域内重合而形成干涉。由于波前的任何一部分都可以看作一个新的光源，而同一波前的每一部分都有相同的相位，因此，这些分离出来的波前部分可以作为具有相同初相位的光源。不管点光源的相位变化有多快，这些光源的初相位差都是恒定的。杨氏双缝、菲涅尔双面镜、劳埃德镜等都是此类波前分裂干涉装置。
分振幅法
分振幅法。当一束光投射到两种透明介质的界面上时，光能一部分被反射，另一部分被折射，这种方法称为分振幅法。最简单的分振幅干涉装置是薄膜，它利用的是入射光在透明薄膜上下表面的顺序反射，这些反射光波在空间相遇形成的干涉现象。由于薄膜上下表面的反射光来自同一入射光的两部分，它们只是经过不同的路径，具有恒定的相位差，因此是相干光。另一种重要的分振幅干涉装置是迈克尔逊干涉仪。
干涉条纹广播
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在各种干涉条纹中，等倾干涉条纹和等厚干涉条纹是两种典型的干涉条纹。上文假设光源发出的是单色光（或用滤光片从光源发出的众多波长的光中抽取一种单色光），当光源发出的众多波长的光发生干涉时，就会形成彩色干涉条纹（见白光条纹）。
干扰分类报告
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双波干涉
即两分量波的干涉。杨氏双孔双缝干涉、菲涅尔双镜干涉、牛顿环等都属于此类。两光波干涉形成的明暗条纹不清晰，但光强分布呈正弦变化，这是两光波干涉的特点[4]。多波干涉可形成清晰的条纹。
多波干涉
图 1 光的干涉
即两个以上分波的干涉。卢默-格克板干涉就属于此类。图1中，A为平行平板玻璃，其一端为倾斜入射窗口BC。从S发射出的源波经BC进入玻璃板，在其上下表面之间多次反射，每次在上表面反射时，都会同时有一波折射到空气中。所有折射到空气中的波都是由同一源波以分振幅方式引起的一组分波。在透镜L的焦平面Π上观察到干涉条纹，在点P处相邻两波之间的相位差为式中λ为光波在真空中的波长，n为玻璃的折射率，t为玻璃板的厚度，β为玻璃板中光路辅助线与表面法线的夹角。接收面上的光强分布条纹非常细密而尖锐，这是多波干涉的特点。
偏振光的干涉
上述干涉中，可认为观察点处的分波的偏振方向大致相同。当参与干涉的两分波的偏振面呈一定角度（例如90°）时，如何产生干涉，在偏振光的干涉中有描述。
应用报告
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根据光的干涉原理，可以精确测量长度。例如，利用迈克尔逊干涉仪可以校准块规的长度。其方法是：用单色性好的激光束（波长λ）作为光源，在迈克尔逊干涉仪的移动镜臂上安装精密触头。先使触头接触块规的一端，然后移开块规，移动移动镜。此时每移动λ/2，两臂中光路的光程差就增加λ，使置于干涉视场中心的检测器输出强度的变化，使计数器上的数字增加1。直到触头接触基面（块规的另一端面原先放在基面上）。设计数器增加的总次数为n，则测得的块规的长度为
二级方程式
精密设备可以精确计算n到±0.1以内，因此测量长度的误差不超过±λ/20。
干涉现象还可以用来检测加工过程中工件表面几何形状与设计要求之间的细微差别。例如，如果要加工一个平面，可以先用精密技术制造一块高精度的平板玻璃（试样）。使试样平面与待测工件表面接触，使两表面之间形成一层空气薄膜。如果待测表面确实是一个非常好的平面，则空气膜处处厚度相等或呈规则的楔形。当光照射时，薄膜形成的干涉光强表现为均匀或平行、等间距的直条纹。如果待测表面在某些局部区域偏离平面，此处的干涉光强与其他地方不同或干涉条纹在此位置呈现弯曲状。从条纹的变化情况可以推断出待测表面偏离了平面。很容易观察到，偏差是波长的几分之一。
描述
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①如果重叠区域内各点的强度不完全相同，而是形成一定的强度分布，形成一个固定的图像，称为干涉图样。即对于空间中某一点，干涉叠加后的总发光强度不一定等于各子光束发光强度的叠加，而可能大于、等于或小于各子光束发光强度，这是由波的叠加原理（即峰的和为峰值的两倍）决定的。
②通常，独立光源都是非相干的。这是因为光辐射一般是由原子外层电子受激发后恢复到正常状态而产生的。由于辐射原子的能量损失和与周围原子的相互作用，单个原子的辐射过程是混沌的，常常被打断，持续时间很短。即使在极其稀薄的气体发光的情况下，与周围原子的相互作用已降到最弱，单个原子辐射的持续时间也不超过10^-8秒。原子的辐射中断后，再受激发时还会再次辐射，但有一个新的初相。也就是说，原子辐射出的光波不是幅度和频率不随时间变化的连续的一系列简谐波，即不是理想的单色光，而是在很短的时间内（如τ=10-8s）保持幅度和频率近似不变，表现为空间中有限长度的简谐波列。 另外，不同原子辐射出的光波列的初相之间没有一定的规律光的干涉和衍射，这些时断时续、或长或短、无规律的初相波列的总和，构成了宏观光波。由于原子辐射的复杂性，不同时刻叠加得到的干涉图样相互更替得如此之快、如此无规律，普通的探测仪器无法探测到这种短暂的干涉现象。
虽然不同原子或同一原子在不同时刻发射的光是不相干的，但实际的光干涉对光源的要求并没有那么高，光源的线性度远大于原子的线性度甚至光的波长，不会同时发射出相干光。这是因为实际的干涉现象是大量原子光发射的宏观统计平均结果。从微观上看，光子只能与自身发生干涉，不同的光子是不相干的；但宏观的干涉现象是大量光子干涉结果的统计平均效应。
③自20世纪60年代激光器问世以来，光源的相干性得到了很大的提高，同时快速光电检测仪器的出现，缩短了检测仪器的时间响应常数，使得可以观察到两个独立光源的干涉现象。另外，在中学教科书中，已经有光干涉实验（用激光器或同一灯泡通过双缝）。
1963年，Magya和采用时间常数为10^-8至10^-9秒的图像转换器，拍摄了两台独立的红宝石激光器发射的激光的干涉条纹，共有23条干涉条纹可以用肉眼分辨出来。
④获得相干光。对于普通光源，保证恒定的相位差成为实现干涉的关键。为了解决发光机制中初相位无规则、快速变化与形成干涉条纹需要恒定相位差之间的矛盾，可以将同一原子发射出的光波分解成两列或多列，使各子光束经过不同的光路后相遇。这样，虽然原光源的初相位经常变化，但各子光束之间仍可能存在恒定的相位差，因而也可能发生干涉。
光的干涉
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。光的干涉现象根本不能用牛顿粒子模型来解释，只有用波动论才能完全解释。从牛顿粒子模型可以知道，两束光中的粒子数应该等于每束光中粒子数之和，但光的干涉现象要解释的是粒子数发生了变化。干涉加强的地方，粒子数分布较多；干涉取消的地方，粒子数比单束光少，甚至为零。这些问题都很难用粒子模型来解释。从另一个角度看光的干涉现象，也是对光的粒子模型的有力否定。 因为光在真空中总是以3×10^8m/s的速度传播，所以光速是无法人为改变的（除非在不同介质中光速不同。但对于给定的介质，光速也是不变的）。没有光会经过干涉抵消点。那么按照牛顿粒子模型，粒子应该总是以3×10^8m/s的速度沿直线运动。干涉点之后，这些光粒子去哪里了呢？如果两束粒子流在这些点相遇时因碰撞而停止，那么停止下来的光粒子（即速度不再是3×10^8m/s，而变为零）是什么呢？如果说它移动到了干涉相消的地方，那么究竟是什么力使它移动到了那里呢？所有这些问题，都是牛顿粒子模型根本无法回答的。 然而波动理论却可以令人信服地解释这一点，通过将波按照一定的相位关系在空间叠加，可以定量地导出干涉建设相和破坏相的位置以及干涉图样光强分布的函数解析表达式。
因此，干涉现象是波相干叠加的必然结果，它无疑证实了光的波动性。我们可以进一步把它推广到其他现象，凡是出现一定强度和强度的干涉图样的现象，都可以看作是该现象具有波动性的最可靠、最有力的实验证据。