光發生干涉的條件是什麼？

看了其他人的一些答案，相信題主和我的感覺一樣，有些似懂非懂。

目前來說，我是一名就讀於光學相關專業的博士生，那麼我就用我自己的理解來說說光的干涉。

光的干涉現象指的是兩個或者多個光波（光束）在某區域疊加時，在疊加區域內出現的各點強度穩定的強弱分布現象。

圖1為我碩士畢業論文中所測不同疊加區域處的光干涉圖樣，可以看到圖中出現明顯的亮-暗條紋，即為干涉現象所產生的強度穩定的強弱分布現象。

實際光波如何疊加產生干涉？為了說明這個問題，我以題主所說的小孔實驗來說明問題。

圖2 兩小孔各受一個光源照明時屏幕上沒有干涉條紋

如圖2所示，S1和S2是兩個並排放置的小孔，它們分別由兩個看起來完全一樣的光源進行照明，而從兩個小孔發散出來的光在距離小孔不遠處的觀察屏上相遇。實驗結果表明，觀察屏上的光強總是等於每個光源單獨照明時的光強之和，無論如何都看不到光強的強弱變化，也就是亮-暗相隔的干涉條紋。這個道理很簡單，把自家客廳的燈打開兩盞，同樣也無法在客廳牆壁上看到亮暗變化的干涉條紋。

但是，如果小孔S1和S2隻受一個很小的單色光源照明（如僅開出一個小孔的鈉光源），那麼觀察屏上立刻可以看到亮暗干涉條紋；如果改用日光燈或者白熾燈通過一個小孔再照明兩個小孔，在觀察屏上會看到一些彩色的干涉條紋，對上述實驗結果進行分析，得到結論：兩個獨立、彼此沒有關聯的普通光源發出的光波不會產生干涉。只有當兩個光波來自同一個光源，即由同一個光波分離出來的時候，才可能發生干涉。

由此實驗現象，進一步分析後，得出光波發生干涉的三個必要條件：

• 兩疊加光波的位相差固定不變

• 兩疊加光波的振動方向相同

• 兩疊加光波的頻率相同

以上所述即為兩個光波發生干涉的三個必要條件，這意味著，要想產生干涉，必需滿足這三個必要條件。

通常來說，兩個光波發生干涉的三個必要條件也稱為相干條件，滿足這三個條件的光波稱為相干光波，相應的光源稱為相干光源。

從前面的討論可知，兩個獨立的光源發出的光波不能產生干涉，因為它們無論如何也不能滿足相干條件（即光波發生干涉的三個必要條件）。因此，為了獲得兩個相干光波，只能利用同一個光源，並且利用相應的分光裝置使之分成兩個光波（就像上述實驗的兩個小孔，或者偏振分光稜鏡、分光稜鏡、WP稜鏡等）。

圖3 偏振分光稜鏡示意圖

下面介紹一種具體的實驗光路圖，以加深題主對干涉的理解。

下圖為台灣李朱育教授課題組所設計的激光干涉光路圖：

圖中標註1為整套系統唯一的激光源（相干光源），通過前面的分析，只有利用同一個光源，才能滿足干涉的三個必要條件，即

• 位相差固定不變

• 振動方向相同

• 頻率相同

圖中標註2為激光經過分光裝置後產生的兩束相干光波，本系統利用光柵進行分光。

圖中標註3為兩束相干光波產生干涉的重疊區域，在此處可以探測到明顯的干涉條紋，通過光電探測器探測後，可以將光干涉信號轉換成電信號已進行後期的信號處理與分析。

光的干涉現象是波動過程的基本特性，是物理光學以及波動光學的主要研究對象，如果題主想進一步了解，可以查詢我所說這兩個方向的相關書籍。

希望我的回答對你有幫助。

光的干涉是普通物理的基本知識，遇到這類問題，第一件事情要麼翻閱參考文獻，要麼動手做實驗。切忌一條：不要用未知的東西去解釋已知的東西！用未知的東西去解釋已知的東西是極其ludicrous。

19世紀Yong通過實驗證

干涉的定義是：兩列或幾列光波在空間相遇時相互疊加，在某些區域始終加強，在另一些區域則始終削弱，形成穩定的強弱分布的現象。

兩列光波要想干涉，必須同時滿足以下條件：

1、波頻一樣（這裡強調頻率相同，而不是波長）；

2、振幅差距不大；

3、光程差相差不大；

4、偏振不可正交，一般說來偏振方向正交的光沒有干涉，偏振方向不正交但也不平行的光存在干涉，但是和偏振平行的干涉與一些區別。

至於需不需要雙縫，沒關係，勞埃德鏡實驗里一個鏡子可讓入射光和反射光干涉。問主舉的例子也很好。另外還有菲涅爾雙面鏡等。

下面我從相對具體的模型出發分析以上條件為什麼是需要的。

假設兩列波的波函數為

注意我們這裡考慮電場的波動，而不去關心磁場。【這裡留一個思考。】

將兩列波加起來，並把結果的模的平方算出來，可以發現

這裡把一些常數扔掉了，認為光強就等於電場模的平方（嚴格的情況下，要考慮介電常數以及其他常數）。

其中δ表示兩列光的偏振夾角。如果這個角度等於直角，那麼光強等於兩列光的光強和，這表明兩列光沒有干涉。所以我們要求光的偏振不能正交。

進一步，如果波頻不一樣，那麼就意味著，光強在不同時間下可以是不一樣的，這不是干涉——定義要求某些區域始終加強，某些區域始終減弱。所以波頻必須相等。

再者，如果振幅差距很大，比如A1>>A2，那麼疊加的光強基本等於第一列波的光強，干涉很不明顯。所以要求振幅差距不大。

光程差為什麼還要相差不大呢？這要考慮介質存在的情況。不同介質，波速不同，所以波矢可能不同，這就導致出現了光程差。光程差的定義是折射率乘以光傳播的路程。對於上面等式右邊的kr=wnr/c=Δw/c。如果光程差nr差距很大，考慮光的空間相干性，可以發現光的波長得非常大——這就導致短波長的光無法干涉。這一點我不展開說，用一張圖就能說清楚，波浪線表示波列，從同一入射光分開的兩段波列，必須要a""在a"抵達P之前遇到a"，否則就不能生干涉。這是因為如果a""不能遇到a".它只能遇到下一個入射光分出來的波列b"，但是它們的相位關係不確定(有興趣的讀者可以結合前面的討論去證明這一點)，不能發生干涉。這就導致a"和a""的光程差不能相差太大。

這些內容，找一本大學物理書或者專門講光學的書都能查到。我在這強調兩句：

第一、這些討論是自然的，基本沒有多少假設和近似；

第二、可以動手做實驗去驗證，一般大學實驗室都有相關儀器。

沒事多讀書多動手，少聽別人說，甚至我在這裡說的東西，也都可以無視。那樣得到的知識才真實可信。

謝邀。這個問題很不簡單。因為當時科學家們也是一頭霧水，勉強而折中地認為「光有波粒二象性」。

其實，光的深層機制依然不清楚，以至前沿物理有關真空、暗物質、暗能量、紅移之類的問題，不客氣的說，可謂邏輯混亂，謬論疊出，毫無建樹。

以下先給出我的觀點，然後複習一下教科書知識，隨後給出我的點評。

我認為，粒子/天體都是一種量子，其動力學系統，都是一種波/場，都是物質波，任何物質波的波長，皆可統一採用德布羅意公式計算：λ=h/mv，或λ=h/√(mE)=h/√(meV)。總的邏輯是：物質波=物質載體+被載能量。

這裡，真空的定義最關鍵：真空是一系列頻率不同的恆定光速的物質波或概率波，真空是引力波能、電磁波能、強作用能、弱作用能的載體或介質。

典型的物質波有三種。①機械波=非真空載體+動能(聲能)。②電磁波=真空物質波+電磁能。③引力波=真空物質波+引力能。

推而廣之：風波=空氣+風能。水波=水體+水能。電場=真空物質波+電能。磁場=真空物質波+磁能。腦電波=腦神經/真空波+生物電能。

複習一：光的干涉之主流解釋

光的干涉，是指採用分束器將一束單色光束分成兩束後，再讓它們在某區域重疊，發現在重疊區域的光強並不均勻分布：其明暗程度隨其在空間中位置的不同而變化，最亮處超過原先兩束光強之和，最暗處光強可能為零，這種光強的重新分布被稱作「干涉條紋」。兩束電磁波的干涉是彼此振動的電場強度矢量疊加的結果，而由於光的波粒二象性，光的干涉也是光子自身的幾率幅疊加的結果。

我的分析：光的干涉條件或成因有兩種，①兩束頻率相近的光，相互之間更容易發生共振性糾纏與減振性糾纏。②一束光作為概率波，在發射方向附近飄忽不定，具有時/空累積效應，表現出自我糾纏或干涉。注意：雙縫干涉只是便於實驗觀察。光的干涉與實驗裝置無關。

複習二：光的衍射之主流解釋

光在傳播過程中，遇到障礙物或小孔時，光將偏離直線傳播的途徑而繞到障礙物後面傳播的現象，叫光的衍射/Diffraction of light。 光的衍射和光的干涉一樣證明了光具有波動性。

我的分析：光的衍射條件或成因有兩個。①取決於小孔直徑，孔徑越大衍射範圍越大。②取決於擋板材料。若材料折射率較小，例如透明玻璃，衍射範圍更大。注意：由於真空物質波的穿透性極強，低頻電磁波可以穿越障礙。

複習三：光的偏振之主流解釋

光的偏振/polarizationoflight。振動方向對於傳播方向的不對稱性叫做偏振，它是橫波區別於其他縱波的一個最明顯的標誌。光波電矢量振動的空間分布對於光的傳播方向失去對稱性的現象叫做光的偏振。只有橫波才能產生偏振現象，故光的偏振是光的波動性的又一例證。在垂直於傳播方向的平面內，包含一切可能方向的橫振動，且平均說來任一方向上具有相同的振幅，這種橫振動對稱於傳播方向的光稱為自然光/非偏振光。

我的分析：光的偏振條件或成因有兩點。①光源做電磁震蕩，電場與磁場的兩個相位始終垂直，因此電磁波是縱橫交錯的物質波。②真空物質波，總是螺線飄蕩走向，局部總是不對稱/不均勻，雖然全局服從正態分布。這也是所有物質運動的通性。

光的干涉隨處可見，就是量子力學所述的疊加態。雙縫衍射出現的干涉條紋只是所有的光干涉現象中極為特殊的情況而已。簡言之，只要兩束光線有交匯就有疊加。光強同相增強，反向減弱。

但是對於光干涉，普遍認同的是干涉結果是光強與波的振幅有關。這一點很重要，因為在愛因斯坦的光電效應解釋中，光強只與光子的數量有關。由此可以看出光學理論矛盾百出的一面。人類對於光的認識，例如光的性質、光的傳播、光子的物理機理等，都有待遇進一步的提高。