光的干涉现象和光程差
光程差即为两束光光程之差，是将光传播的几何距离与光波的振动的性质整合在一起的重要物理量，在几何光学和波动光学中光的干涉、衍射及双折射效应等的推导过程中都具有重要意义。
在波动光学中，两束光的相位差成为了主要的研究对象，而光在不同介质之中传播是频率不变而波长会发生改变，因而相位关系也就不同。光程差整合了传播路径这一几何特征量和介质中光的波动性质的变化，利用真空折合距离差这一相同标准，可以计算出不同距离不同介质中传播的两束光的相位差。
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光程与光程差作为光学中的基础量，在几何光学和波动光学中光的干涉、衍射及双折射效应等的推导过程中都具有重要意义和应用。
光程是光学领域的一个基础概念，其定义为光传播的几何路程与介质折射率的乘积。
参考资料来源：百度百科-光程差
光程就是把实际的路程（空间距离）折算成等效的真空路程，因为不同的介质，波长不同。你说的波程是实际的路程（空间距离）？
一、光的相干性
同一点光源发出的光，分成两束光，再使这两束光经过不同路程后，在空间某一点相交，如果能满足三个条件：①频率相同，②振动方向相同，③位相相同或位相差固定，便在交点上产生干涉，形成相长增强，或相消减弱的明暗相间干涉条纹。产生干涉作用的光波称为相干波。
光程差为波长的整数倍R=nλ，即位相差为2π的整数倍（Δθ=n·2π）时，干涉结果加强，形成明亮条纹，如图5-5A；当光程差为半波长的奇数倍R=（2n+1）λ 2，即位相差为π的奇数倍（Δθ=（2n+1）π）时，干涉结果为减弱或抵消，形成黑暗条纹，如图5-5B。
图5-5 两束光波干涉示意图
二、正交偏光镜间矿片的干涉现象
若矿片不处在消光位时，则发生干涉现象，若在白光透射下，则产生干涉色。当非均质体矿片上的光率体椭圆半径K1、K2与上、下偏光的振动方向AA、PP斜交时，由下偏光镜透出的振动方向与PP平行的偏光，它的振幅为K，进入矿片后，则发生双折射，按平行四边形法则分解为振动方向互相垂直两种偏光为K1、K2，由于K1和K2的折射率不等，在矿片中传播速度就不同。假设，即K1为慢光，K2为快光，在通过矿片的过程中，必然产生光程差（R）。当K1、K2先后透出矿片后，二者在空气中的传播速度相同，因而它们在到达上偏光镜之前，其光程差保持不变。
由于K1和K2的振动方向与上偏光镜振动方向斜交，当K1、K2先后进入上偏光镜时，必然按平行四边形法则再度分解成四种偏光（图5-6B），K1分解成K1′和K1″，K2分解成K2′和K2″，其中K1″、K2″的振动方向与上偏光镜的振动方向AA垂直，不能透出上偏光镜，可以不予考虑；而K1′、K2′的振动方向平行于AA，可以透出上偏光镜。
光波在正交偏光镜间发生干涉，需要满足三个条件：①要有相同的频率；②要有固定的光程差；③需在同一平面内振动。
图5-6 矿片上光率体椭圆半径与AA、PP斜交时，偏光通过矿片及到达上偏光镜的分解情况
透出上偏光镜后的K1′、K2′两种偏光具有以下特征：
（1）K1′、K2′由同一偏光束经过两次分解而成，故它们的频率相同。
1）PP→矿片，由下偏光镜振动方向分解至光率体轴；
2）矿片→AA，由光率体轴上的振动方向分解至上偏光镜。两束偏光由于折射率不同，速度值不同，在通过矿片后会产生光程差。
（2）K1′、K2′之间有固定的光程差（由K1、K2继承的光程差）。
（3）K1′、K2′在同一平面内（平行AA）振动。
因此，K1、K2两种偏光具备了光波发生干涉的三个必备条件，必将发生干涉作用，而干涉结果取决于K1′、K2′两种偏光之间的光程差。
为什么取走上偏光镜后，就看不见干涉色?这是因为单偏光镜下两束光不发生相互干涉，是因为它们的振动方向总是互相垂直，只有同频率和固定的光程差，而无平面振动。
由于上、下偏光镜的振动方向互相垂直，从下偏光镜入射的偏光透过矿片及上偏光镜后，经过两次分解，改变下偏光镜的振动方向90°，而使K1′和K2′两束偏光位相差为180°，即半波长的位相差（或光程差），因而两束相干波的相互叠加或是相互抵消的情况，恰与物理学上光的干涉效应的加强、减弱现象相反。
图5-7 单色光波通过正交偏光镜间非均质体矿片的干涉情况示意图
如果用单色光做光源，假设其波长为λ，当这种偏光的光程差等于该单色光半波长的偶数倍时，K1′、K2′振动方向相反，振幅相等，干涉结果是二者互相抵消而变黑暗（图 5-7A）；若光程差 R正好是该单色光半波长的奇数倍时，K1′、K2′的干涉结果是互相叠加，其亮度增强（图5-7B）。假设其光程差正好介于二者之间，K1′、K2′干涉结果是其亮度介于黑暗和最亮之间。
现用图5-7和图5-8说明K1′、K2′两种偏光的干涉情况，图5-7为立体图，图5-8为图5-7对应的偏光矢量分解平面图。
图5-7与图5-8表示由下偏光镜透出的振动方向与PP平行的单色偏光，它的振幅为K，进入矿片后发生双折射，按平行四边形法则分解为振动方向互相垂直的两种偏光为K1、K2（图5-7A中矿片底面上OK1，OK2，图5-8中的K1、K2）。由于K1、K2的折射率不等，NK>NK，在矿片中传播速度不同（K1为慢光，K2为快光），这两种偏光在通过矿片过程中产生一个波长的光程差（相当于R=2n1 2λ）。当K1、K2先后透出矿片，在矿片顶部，二者振动位相相同（图5-7A矿片顶面的箭头方向与图5-8A（3）），这两种偏光在空气中的传播速度相同，因而它们在到达上偏光镜之前，其光程差保持不变。当它们先后到达上偏光镜时，仍保持原来的振动位相（图5-7A上偏光镜底面的箭头方向及图5-8A（4））。
图5-8 非均质体除垂直光轴以外的矿片，在正交偏光镜间的偏光分解平面图
由于K1、K2的方向与上偏光镜的振动方向AA斜交，它们再度按平行四边形法则分解成四种偏光，K1分解成K1′、K1″，K2分解成K2′、K2″，其中K1″、K2″与AA垂直，不能透出上偏光镜，不予考虑。而K1′、K2′的振动方向与上偏光镜的振动方向AA平行，可以透出上偏光镜，而且K1′、K2′两种偏光的振幅相等，振动方向相反（图5-7A及图5-8A（4））干涉结果是两者互相抵消而变暗。
图5-7B与图5-8B表示K1、K2两种偏光，在通过矿片过程中产生半个波长的光程差（相当于，它们先后透出矿片，在矿片顶面上，二者振动位相相反（图5-7B矿片顶面箭头方向及图5-8B（3））。进入上偏光镜时，由于K1、K2与AA斜交，按平行四边形法则分解成K1′、K2′，其振幅相等，振动方向相同（图5-7B及图5-8B（4））。干涉结果是两者相长加强，而变亮。
由上可知，干涉结果主要取决于光程差，故应进一步了解影响光程差的因素。
三、光程差（R）（Optical path difference）
光通过矿片中的晶体时，发生双折射形成快光与慢光，当慢光离开矿片时，快光已在空气中进行了一段距离，并在它们到达上偏光镜前保持不变，这段距离称光程差。光程差（R）等于矿片厚度（d）乘以双折射率（Ng-Np），即R=d（Ng-Np），证明如下：
（1）当慢光离开矿片时，快光已在空气中传播了一段时间（tg-tp）。
（2）当慢光K1离开矿片时，快光K2已经在空气中进行了一段距离R，称为光程差。当快、慢光都进入空气时，两者传播速度相等，但慢光比快光始终落后一段距离Vo（tg-tp），所以
晶体光学与造岩矿物
（3）设快光和慢光在晶体中传播速度分别为Vp和Vg，则通过薄片所用的时间分别为：
晶体光学与造岩矿物
（4）将（3）代入（2）得：
晶体光学与造岩矿物
（5）根据折射率定义：
晶体光学与造岩矿物
（6）将（5）式代入（4）式便可得出光程差（R）等于矿片厚度（d）乘以双折射率：
晶体光学与造岩矿物
由此可见，光程差与薄片厚度和双折射率成正比，而双折射率又与矿物性质及切面方向有关。因此，影响光程差大小的因素有：矿物性质、切面方向和矿片厚度，这三个因素必须综合考虑。特别应当注意：同一种矿物，不同方向切面的双折射率也不同，平行光轴或者平行光轴面的切面，双折射率最大；垂直光轴切面的双折射率为零；其他方向切面的双折射率介于零与最大值之间。不同矿物的最大双折射率不同，如石英：Ne=1.553，No=1.544，ΔN=0.009；方解石：No=1.658，Ne=1.486，ΔN=0.172。
此外，矿片干涉结果的明亮程度，还与透出偏光镜的两种偏光K1′、K2′振幅大小有关，振幅越大，亮度越强。在两个消光位之间45°处达到光的最大强度，即当矿物上光率体半径与AA、PP成45°夹角时，K1′、K2′振幅最大，矿片最亮，这时的矿片位置称45°位置。
光的干涉现象和光程差
答：同一点光源发出的光,分成两束光,再使这两束光经过不同路程后,在空间某一点相交,如果能满足三个条件:①频率相同,②振动方向相同,③位相相同或位相差固定,便在交点上产生干涉,形成相长增强,或相消减弱的明暗相间干涉条纹。产生干涉作用的光波称为相干波。 光程差为波长的整数倍R=nλ,即位相差为2π的整数倍(Δθ...
反射光和透射光分别是什么样的光线相遇干涉?光程差各是多少?什么时候相...
答：反射光和透射光分别是折射光线和入射光线的光线相遇干涉。光程差：l=n1s1-n2s2=c(s1/v1-s2/v2)，其中，c为真空中的光速，v为光在介质中的传播速度。光程相等的时候相长和相。相位差是两个作周期变化的物理量的相之间的差值。光程差顾名思义，即为两束光光程之差。相位差是考虑一个周期内两束...
有关光的干涉
答：光程与光程差 干涉现象的产生，决定于两束相干光波的位相差。当两相干光都在同一均匀媒质中传播时，它们在相遇处叠加时的位相差，仅决定于两光之间的几何路程之差。但是，在当两束相干光通过不同的媒质时，两相干光间的位相差就不能单纯由它们的几何路程之差来决定。光在介质中传播几何路程为r，相应...
什么是光的干涉?产生的条件是什么
答：光的干涉现象 ：它是指因两束光波相遇而引起光的强度重新分布的现象。条件：两束光波相遇产生干涉现象的必要条件是：①频率相同；②光矢量(即电场强度矢量E)的振动方向相同；③在相遇处两束光的相位差恒定。为了实现相干光的干涉，还应注意：两相干光至相遇点的光程差不能太大，以不超过波列长度(即相...
光的干涉是怎么产生的?
答：相干光源是指具有相同频率、相同波长和固定相位关系的光波。光波的重叠：两束或多束光波需要在空间中重叠，才能产生干涉现象。这可以通过使用分束器、反射器或透镜等光学元件来实现。光程差：光波在到达观察点之前必须经历不同的光程差。光程差是指两束光波从光源到达观察点所经过的路径长度差。相位差：光程...
有哪些实验现象表明光具有波动性?试导出杨氏双缝干涉实验中明纹和暗纹...
答：增透膜:镜片表面涂上的透明薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的,在薄膜的两个表面上反射的光,其光程差恰好等于半个波长,相互抵消,达到减少反射光增大透射光强度的作用.其他现象:阳光下肥皂泡所呈现的颜色.杨氏双缝实验 干涉现象首先须有相干光绕过障碍物（其实就是衍射），然后相互叠加，形成明暗相间的条纹...
光干涉的条件是什么
答：两列光产生干涉明暗条纹的条件是：明纹：δ=±kλ 暗纹：δ=±（2k+1）λ，k=0，1，2……当k为偶数时，光程差为波长的整数倍，振幅增大，光强增强，为亮条纹；k为奇数时为暗条纹。故可知，在一定的距离x下亮度是恒定的，且随着x的变化明暗交替出现，即产生干涉条纹。在光的干涉现象发生时，...
光的干涉条件
答：光的干涉条件包括相干光源、光的叠加区域、光程差恒定。1、相干光源：相干光源是指两个或多个波源发出的光波的振动方向、频率和相位相同，且在空间某一点叠加。要实现相干光源，需要确保光源的稳定性、单色性和方向性良好。2、光的叠加区域：光的叠加区域是指两个或多个相干光波在空间中叠加的地方。要...
光的干涉与衍射
答：干涉色的具体颜色受两束相干光的光程差制约,如果以白光作光源,当光程差在0～550nm范围内时,将依次出现暗灰、灰白、黄橙、紫红诸多干涉色,称为第一级序干涉色,其干涉色的特点是只有暗灰、灰白色而无蓝、绿色;当光程差在550～1100nm范围内时,将依次出现蓝、绿、黄橙、紫红色干涉色,称为第二级序干涉色,其...
什么是光程差
答：光程差即为两束光光程之差，是将光传播的几何距离与光波的振动的性质整合在一起的重要物理量，在几何光学和波动光学中光的干涉、衍射及双折射效应等的推导过程中都具有重要意义。在波动光学中，两束光的相位差成为了主要的研究对象，而光在不同介质之中传播是频率不变而波长会发生改变，因而相位关系也就...
