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科學(xué)研究能破除迷信，因?yàn)樗膭钊藗兏鶕?jù)因果關(guān)系來思考和觀察事物。—愛因斯坦（A.Einstein）

一、干涉和諧振普遍存在

       干涉（或諧振）就是，在兩列波或多列波疊加時(shí)，因?yàn)橄辔魂P(guān)系有時(shí)相互加強(qiáng)，有時(shí)相互削弱的一種波的基本現(xiàn)象。

1.水波干涉

        在水池中，從相隔不遠(yuǎn)的兩處，同時(shí)分別投進(jìn)一塊石頭，就會產(chǎn)生同樣的水波，都向四周傳播，仔細(xì)觀察兩列水波會合處的情景，即可發(fā)現(xiàn)其波幅時(shí)而因相長干涉上漲，時(shí)而因相消干涉下降，如圖6.1.1所示。這就是波的干涉現(xiàn)象，光作為一種電磁波也有類似的現(xiàn)象。

2.機(jī)械共振

        在了解光波的干涉現(xiàn)象之前，讓我們先回憶一個(gè)已知的力學(xué)問題。這個(gè)力學(xué)問題就是：一根長為L的弦線兩端被夾住時(shí)，其所做的各種固有振動方式，如圖6.1.2所示。在振動弦線中，邊界條件要求弦線兩端各有一個(gè)節(jié)點(diǎn)，即選擇波長λ時(shí)一定要使

或者說，由于波長λ要滿足式（6.1.1a）被整數(shù)化了。弦線的波擾動可用駐波來描述，圖6.1.2左上角表示m=3時(shí)的駐波情況，其他三個(gè)圖分別表示m=1，2，3這三種振動方式駐波的振幅函數(shù)曲線。

圖6.1.1水池中兩列水波的干涉波紋

圖6.1.2一根長為L的繃緊弦線及其三種可能的振動方式

3.電諧振

        電諧振在電子技術(shù)中的應(yīng)用非常廣泛。諧振電路對頻率具有選擇性，在發(fā)送和接收設(shè)備中常用于振蕩器、濾波器、調(diào)諧器和混頻器。

在串聯(lián)諧振回路中，如圖6.1.3a所示，電容和電感串聯(lián)。電容器放電時(shí)，電感充電，當(dāng)電感電壓達(dá)到最大時(shí)，電容放電完畢，電感開始放電，電容開始充電，電路中的損耗由電池補(bǔ)償，這樣往復(fù)運(yùn)動維持的狀態(tài)，稱為諧振。

       諧振的實(shí)質(zhì)是串聯(lián)回路電容中的電場能與電感中的磁場能交替相互轉(zhuǎn)換，此增彼減，相互補(bǔ)償，但電場能和磁場能總和時(shí)刻保持不變。電源只需供給電路中所消耗的電能。

比如收音機(jī)就是電諧振的一個(gè)典型應(yīng)用，如圖6.1.3b所示，人們在聽收音機(jī)時(shí)，通過轉(zhuǎn)動選臺旋鈕，可以隨意選擇所要收聽的廣播節(jié)目。原來，各地的廣播電臺都按照預(yù)先安排好的頻率向空中發(fā)送無線電波。這些電波看不見、摸不著，可是收音機(jī)的天線L1會立刻對各種不同頻率的電波做出感應(yīng)。轉(zhuǎn)動選臺按鈕時(shí)，與諧振線圈L相連的可變電容器C也跟著轉(zhuǎn)動。電容器轉(zhuǎn)動到某一個(gè)位置，諧振回路就能選擇某個(gè)頻率的電波所產(chǎn)生的微小電流i（f），而其他頻率的微小電流則得不到放大，因?yàn)橹C振頻率f=1/，由諧振回路的電感和電容值決定。

圖6.1.3電諧振

a）串聯(lián)諧振電路b）收音機(jī)天線和調(diào)諧選臺電路

二、光的干涉——法布里-珀羅（F-P）光學(xué)諧振器

法國導(dǎo)師法布里和其中國學(xué)生嚴(yán)濟(jì)慈

        法國物理學(xué)家夏爾·法布里（CharlesFabry，1867—1945年）曾在巴黎理工學(xué)院學(xué)習(xí)，于1892年獲得博士學(xué)位。他先后任教于馬賽大學(xué)和巴黎大學(xué)，專門研究光學(xué)和光譜學(xué)。他是巴黎光學(xué)研究所的第一任所長，著有《光干涉的應(yīng)用》（1923）和《物理學(xué)和天體物理學(xué)》（1935）。法布里和玻羅（A.Perot）于1897年發(fā)明了實(shí)用性很強(qiáng)的光學(xué)諧振腔，后來人們尊稱為法布里-珀羅（Fabry-Perot）光學(xué)諧振器。

       嚴(yán)濟(jì)慈（1901—1996年），中國物理學(xué)家、教育家，中國現(xiàn)代物理研究奠基者之一，曾任中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)校長、名譽(yù)校長、研究生院院長，中央研究院院士、中國科學(xué)院院士。人們尊他為教育宗師、科學(xué)泰斗。他是中國光學(xué)研究和光學(xué)儀器研制工作的重要奠基人，在壓電晶體學(xué)、光譜學(xué)、大氣物理學(xué)以及光學(xué)儀器研制等方面成就卓著。