光的干涉和衍射属于波动光学，在高中物理的光学部分中，我们教材里分为几何光学和波动光学。几何光学通过“光线”描述光的问题，思路简单，并且学生在日常生活中能够体会到，所以比较好理解。但是波动光学部分由于在日常生活中并不易观察，学生缺少了生活中的感性认识，所以显得抽象，难懂。并且波动光学在高中物理中有其重要的地位，通过这部分的学习，要使学生掌握光的波动性，进而学习光的波粒二象性，并且以后还要推而广之到微观粒子具有波粒二象性。

因此，在本文中我们梳理一下光的干涉和衍射，通过“联系生活”和“透过现象看本质”两方面来分别讲解，并且之后对二者进行对比，以便大家更好的抓住光的干涉和衍射的关键点。

首先，先来把握好光的干涉和衍射的概念。

一.光的干涉和衍射的基本概念

1.光的干涉:两列光波相互叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，这种现象叫做的干涉。在光屏上形成稳定的明暗相间的图样常常称为干涉图样。

2.光的衍射:光绕过障碍物偏离直线传播而进入几何阴影，并在光屏上出现光强不均匀的分布的现象。

二．如何理解光的干涉

1.联系生活--为什么平常生活中同时打开两盏灯观察不到干涉现象呢？

思路提示：物理课中的实验演示出了干涉花样，但是其实验条件是比较苛刻的。生活中两个普通光源发出的光的叠加并不能看到教科书上的所谓干涉花样，课堂和生活发生了脱节，这又是为什么呢？回答这个问题可以很好的使学生联系生活。

解答：这其实是光的相干性的问题，可以这样解释。光是从物质的原子（或分子）中发射出来的，原子获得能量以后处于不稳定状态，它会以光的形式把能量发射出去。一个光源包含有许许多多个发光的原子（或分子），每个原子（或分子）都是一个发光中心，我们看到的每一束光都是由这些原子（或分子）发射和汇集出来的。

但是普通的光源，例如白炽灯，在一批发出光辐射的原子里，每个单个原子（或分子）的发光都不是无休止的，由于能量的损失或由于周围原子的作用，发光延续时间很短。此后，另一批原子发光，但是已经具有新的初位相了，发光的频率也不一定相同。

因此不同原子所发出的辐射之间的位相差，将在每一次新的辐射开始时发生改变，也就是说每经过一个极短的时间间隔，位相差就会改变。所以假设在某一瞬时光屏上的某一点为强度最大值，但很快位相差一变，它的强度也就变了，所以整个干涉花样在空间移动不定，不能形成稳定的亮区和暗区，并且这种变化延续的时间非常短，以致肉眼观察不到，而只能观察其平均强度，这样，干涉花样就显示不出来了，显示的只是两盏台灯强度的相加。

2.透过现象看本质：如何理解干涉？

我们假定参与干涉的两个光源的强度相等，二者发生干涉后的强度可以表示为：I=4A2cos2(Φ2-Φ1)/2,其中A为两列光波的振幅，(Φ2-Φ1)为两列光波的相位差。

由此可以看出，干涉花样的强度取决于两个光源的相位差，当光屏上某点两个光源的相位差等于2π的偶数倍，两列光在这里相互加强，这里出现亮条纹；当光屏上某点两个光源的相位差等于2π的奇数倍，两列光在这里相互削弱，这里出现暗条纹。

所以，可以这样说，干涉花样实质上体现了参与相干叠加的光波间相位差的空间分布，换句话说，干涉花样的强度记录了相位差的信息。

三．如何理解光的衍射

1.联系生活--为什么平常生活中不易观察到呢？

思路提示：物理课中的实验演示出了光的衍射，但是平时我们在日常生活中更多的是感受到了光的直线传播，光的衍射和直线传播表面上是矛盾的，如果不能从波动观点对这两者做统一的解释，就难以确立光的波动性观念。那么这两者是如何对立统一呢？

解答：这里我们要知道两点：一是实验表明，只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。二是可见光的波长的范围是3.9*10-7m—7.6*10-7m,平常的障碍物或者孔隙的尺寸都远大于光的波长，因而通常显示出光的直线传播现象。

2.透过现象看本质：如何理解衍射？

光的衍射实际上是光的传播的基本方式。即就是光的传播更加细致来说不是沿直线传播，而是按照衍射的方式来传播。只不过由于光波的波长相比于平常的障碍物很短，衍射并不容易观察到，看到的是光沿直线传播。

四．对比光的干涉和衍射

由于教材安排，光的干涉和衍射是先后讲解的两节内容，学生自然会比较两者，有些学生就会有疑惑，干涉和衍射都形成明暗相间的条纹，那干涉和衍射又有什么区别呢？因此我们这里通过对比，使大家更好的去理解干涉和衍射。

干涉和衍射在光屏上形成的都是明暗相间的条纹，就是在双缝干涉试验中把一个小孔盖住，仍然会产生明暗相间的条纹，这时是单缝衍射所产生的衍射条纹，所以首先，从条纹上来看，干涉和衍射产生的条纹的宽窄是不同的，在双缝干涉实验中，亮条纹的宽度基本是一样宽的，而在衍射实验中，亮条纹的宽度是不同的。

光的衍射是光的传播的基本方式，即干涉实验中，每一个小孔的光的传播也是按照衍射的方式传播的。而干涉实际上是我们人为的把光分成两路，并且保证它们是相干光源，然后由于光的波动性，这两路光相互影响形成干涉条纹。也就是说谈到干涉，我们至少有几何意义上认为的两束光。

从根本上讲，它们都是波的相干叠加的结果，没有原则上的区别。二者主要的区别来自人们的习惯。当某个仪器将光波分割为有限几束或彼此离散的无限多束，而其中每束又可近似地按几何光学的规律来描写时，人们通常把它们的相干叠加叫做“干涉”，这样的仪器叫做“干涉装置”。理论运算时，干涉的矢量图解是个折线，复振幅的叠加是个级数。“衍射”一词则指连续分布在波前上的无限多个次波中心发出的次波的相干叠加，这些次波线并不服从几何光学的定律。理论运算时，衍射的矢量图解是光滑曲线，复振幅的叠加需用积分。然而，实际装置中干涉效应和衍射效应往往同时存在，混杂在一起，这时干涉条纹的分布要受到单元衍射因子的调制。

参考文献：《光学》赵凯华

          《光学教程》  姚启钧