光的干涉和衍射的区别
河北石小兵
1.光的干涉和衍射
由于物质发光的性质，任何两个独立光源发出的光叠加都不会产生干涉。只有用特殊的方法把来自同一光源的两束同频率的光波分离出来，再叠加，才能发生干涉。双缝干涉、薄膜干涉都是用这种“分光”的方法得到的。光波直接通过小孔或狭缝时，叠加后形成的衍射现象。结合光干涉和衍射现象的具体操作，可以得到复杂的光干涉和衍射现象的方法：凡是“一分为二”形成的图案，都是干涉，反之就是衍射。
例1、如图1所示，图（a）为单缝，图（b）为双缝。用单色光分别照射垂直放置的单缝和双缝，在垂直放置于缝后较远处的光屏上，可观察到明暗条纹（图中阴影部分为亮条纹）。如图（c）和（d）所示，下列关于缝与条纹关系的表述，哪一项是正确的？（ ）
A.图（c）为单缝的衍射条纹，图（d）为双缝的干涉条纹；
B、单缝S越宽，越容易观察到相应的明暗条纹；
C.两狭缝之间的距离越短，相应的条纹间距越大；
D.照射双缝的单色光的波长越长，相应条纹之间的距离越小。
分析：光通过单缝时会发生衍射；通过双缝时会发生干涉。两者都会产生明暗条纹，但干涉条纹的宽度相同，而衍射条纹则是中间宽，两边较窄。因此，（c）为干涉条纹，（d）为衍射条纹。对于衍射来说，缝越窄，条纹越宽，且条纹越明显（但亮度逐渐变暗）；而缝越宽光的衍射和干涉的区别，条纹越模糊，因此A、B均不正确。双缝干涉时，两缝间距越小，波长越长，条纹越宽，因此选项C正确，选项D不正确。因此，本题正确答案为C。
方法提示：双缝干涉和单缝衍射是证明光具有波动性的典型实验。两者都能产生明暗条纹，但条纹特征不同。双缝干涉产生的条纹宽度可利用公式计算
表示为，式中△x表示条纹宽度，d表示两缝间距离，L表示屏幕到双缝的距离，λ表示单色光的波长。
2. 干涉和衍射图案
观察和比较干涉和衍射图案，了解它们的特点和区别，是培养分析问题和观察问题能力的重要手段。
光的干涉与衍射都是波的叠加行为，产生的条纹有明有暗，可以证明光的波动性，但它们之间也存在很多区别，现总结如下：
1. 不同现象
光的干涉是光在空间满足相干条件的叠加后形成明暗交替的条纹，光的衍射是光在传播空间中偏离直线传播形成明暗交替的条纹。
2. 生成条件不同
要产生光的干涉，必须满足相干条件：频率相同（相位差恒定、振动方向相同）；
光发生衍射需要满足的条件是障碍物或孔洞的尺寸小于或类似于光的波长。
3. 生产机制不同
干涉是从双缝发射出的两束波在屏幕上的叠加。当两束波到达屏幕上某点的距离差等于波长的整数倍时，该点为振动加强点，出现亮条纹；当两束波到达屏幕上某点的距离差等于半波长的奇数倍时，该点为振动减弱点，出现暗条纹。
衍射是从单个狭缝中产生无数个子波，这些子波到达屏幕时会相互叠加，当它们在屏幕上不同点叠加时，它们相互衰减的程度有规律地变轻或变重，轻的地方出现亮条纹，重的地方出现暗条纹。
4. 不同的模式
以单色光为例：干涉条纹彼此平行且条纹宽度相同，中心和两侧的条纹没有区别；
衍射条纹平行且不等距分布贝语网校，中心亮条纹较宽且明亮，而两侧条纹宽度变窄，亮度明显降低。
例2.图2中所示的四条明暗条纹分别是红光和蓝光通过双缝干涉仪形成的干涉条纹和黄光和紫光通过同一单缝形成的衍射条纹（黑色部分代表亮条纹）。请问第一、二、三、四幅图中的亮条纹分别是什么颜色？
A. 红色、黄色、蓝色和紫色；B. 红色、紫色、蓝色和黄色；
C.蓝色、紫色、红色和黄色；D.蓝色、黄色、红色和紫色。
分析：由于双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹在中心处最宽、最亮，两边条纹的亮度和宽度逐渐减小。因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹。双缝干涉条纹宽度（即相邻亮暗条纹之间的间距）△x与两缝之间的距离d、缝到屏幕的距离L、光波的波长有关。
λ 与
，当L和d均为常数时，干涉条纹间距△x与波长λ成正比。红光的波长比蓝光的波长长光的衍射和干涉的区别，所以红光的干涉条纹间距大于蓝光的干涉条纹间距，即1和3分别对应红光和蓝光。在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，即中心条纹越宽越亮，而黄光的波长比紫光的波长长，所以黄光的中心条纹宽而亮，即2和4分别对应紫光和黄光。
综上所述，图1、图2、图3、图4中亮条的颜色分别为：红光、紫光、蓝光、黄光。因此，正确答案为B。
作文提示：本题考查干涉条纹与衍射条纹的特点及区别。双缝干涉与单缝衍射虽然都产生明暗交替的条纹，但也有区别。因此，一定要注意它们的区别。
这道题容易犯错的要点是：第一，不能区分双缝干涉和单缝衍射条纹；第二，不熟悉影响双缝干涉条纹间距的因素；第三，不熟悉影响单缝衍射条纹的因素。