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§第三節 相輔相成建奇功

你吹過肥皂泡嗎?肥皂泡在陽光的照耀下,會呈現出五顏六色的虹彩。原來,肥皂泡是一個有一定厚度的透明薄膜,陽光在它的內外兩個表麵反射後,出現了具有相同波長、不同相位的兩列波,它們發生“光的幹涉”現象,於是出現了彩色幹涉條紋。

“光的幹涉”是怎麽回事呢?

讓我們來看一個生活中的實際例子吧。把一塊石子投進平靜的湖水裏,就會在水麵上激起一圈圈的漣漪。如果把兩塊石子同時投進湖水的兩個相距不遠處,在水麵上同時激起兩列水波,它們相遇而產生一種奇麗的圖景——高低相同的圓波紋和放射形狀的條波紋。這是因為,兩列水波的波峰與波峰相遇處和兩列水波的波穀與波穀相遇處,水波波動更加劇烈;而一列水波的波峰與另一列水波的波穀相遇處,波動相互減弱了。

光的幹涉也是這樣。從同一光源發出的兩列光波,具有相同的波長,在它們相遇交迭的空間的某些地方,也會像水波那樣相互增強或削弱,因而出現亮度的明暗變化,或出現彩色現象。如果是單色光源,看到的是明暗相間的條紋;如果是白色光源,看到的是色彩複雜的花樣。在一般情況下,我們眼睛直接看到的,往往是某些薄膜所產生的幹涉條紋,就像我們常見的肥皂泡所產生的彩色幹涉條紋那樣。例如,在水溝水窪的水麵上,在河溪匯流或拐彎處的水麵上,在海灣港口的水麵上,常常漂浮著薄薄的油膜,在陽光的照射下形成彩色花樣。雨後,在光滑的柏油馬路上,汽車駛過留下的油汙薄膜,也會形成類似的彩色花樣。還有,雲母片等透明物“起層”造成的裂縫,能形成空氣隙的薄膜幹涉顏色。一些禽鳥羽毛和甲蟲殼也會產生類似的幹涉顏色。

光的幹涉是有條件的。條件是:(1)兩列波必須具有相同的波長;(2)兩列波具有一定的相位差;(3)兩列波具有一致的振動方向。這就是說,並不是任意兩列波相遇迭加都能發生幹涉,隻有從具備這些條件的光源發出的兩列波相遇才能發生幹涉現象。