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§第一 肥皂泡引起的遐想（第1页）

§第一节肥皂泡引起的遐想

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现象不能算作知识。

生活中，有许多奇异的现象。

当遇到一种现象时，你问过为什么吗？你要获得知识，你就不要停留在那些现象上。

只有追根溯源，查明现象的机理，才能抓住它……

您吹过肥皂泡吗？肥皂泡是很有趣的。

它在阳光的照耀下，会呈现出五颜六色的虹彩。

原来，肥皂泡是一个有一定厚度的透明薄膜，阳光在它的内外两个表面反射后，出现了具有相同波长、不同相位的两列光波，它们发生了“光的干涉”

现象，出现了彩色干涉条纹。

什么是光的干涉呢？简单说来，就是：从同一个光源发出的两列光波，在它们交迭的空间的某些地方，出现亮度的明暗变化，或者出现彩色的现象。

如果是单色光源，看到的是明暗相间的条纹；如果是白光光源，看到的是彩色条纹。

在一般情况下，我们眼睛直接看到的，往往是某些薄膜所产生的干涉条纹，如肥皂泡薄膜所产生的彩色干涉条纹。

干涉现象是怎样产生的？让我们来看一个生活中的实际例子吧，把一块石子投进平静的湖水里，就会在水面上激起一圈圈的涟漪。

如果同时投进两块石子，就会在水面上激起两列水波，它们相遇而产生一种奇丽的图景——高低相间的圆波纹和放射形状的条波纹。

这是因为，在两列波的波峰相遇处和两列波的波谷相遇处，水面波动更加剧烈；而一列波的波峰同另一列波的波谷相遇处，则波动互相削弱了。

这就是水波干涉的结果。

光波的干涉也是这样。

但是，光的干涉是有条件的，正如英国物理学家托马斯·杨所指出的：（1）两列波必须具有相同的波长；（2）两列波具有一定的相位差；（3）两列波具有一致的振动方向。

这就是说，并非任意两列波迭加都能产生干涉现象，只有从相干光源发出（频率或波长相同、相位差恒定）的两列波相遇才能产生干涉现象。

1801年，托马斯·杨想出了一个巧妙的办法，将同一光源发出的光人为地分成两束，这样就保证了这两束光必然具有相同的频率（或波长）和恒定的相位差，使两束光相遇并发生了光的干涉现象。

杨氏实验的方法是这样的：让太阳光穿过一个屏上的小孔，然后投射到另一个开有双孔的屏上，又穿过这个屏上的两个小孔，光被分成了两束，这双孔就可以看成为两个相干的点光源。

当这两束光在后边的象屏上相遇而迭加时，在相位相同处相互加强，在相位相反处相互减弱或抵消。

太阳光是复色光，是由波长不同的单色光组成的，每种单色光都各自在屏上不同位置得到加强和削弱，最后在屏上就会呈现出彩色的干涉条纹来。

1802年，托马斯·杨为了进一步研究干涉现象，又做了一个双缝实验。

一个具有一定波长的光源，照射一块不透明的遮光板，板上有一条狭缝。

这个单缝被单色光源照亮，作为线状光源。

前边，又有一块不透明的遮光板，板上有两条离得很近并相互平行的双狭缝和。

这两条狭缝的距离相等，并且在长度方向上与长度平行。

光波发出两列圆柱面波，从而由同一光源得出了两列波，成为相干线光源。

在更远一些的地方，放置一块白纸或毛玻璃的象屏。