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2002 年 9 月 27 日

光是什麼？ (33) 光波的相位
提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明: 在前天討論到 光的本質 是電磁波，而非機械波。光波的形式以近似於「平面波 (Plane waves)」來表示：
E (x^μ) = E₀ (x^μ) e^{i (k_α • x^α)} 和 B (x^μ) = B₀ (x^μ) e^{i (k_α • x^α)} ，式中 μ , α = 1, 2, 3, 4 ，四維位置 x^μ ≡ (x¹, x² , x³ , x⁴) = (x , y , z , ct) ，四維「波數 (Wavenumber)」 k_μ = (k , ω / c ) ；其中 E₀ 和 B₀ 稱為波的「振幅 (Amplitude)」，而 k_α • x^α 稱之為波的「相位 (Phase)」。
在作天的討論提及電磁波的「強度 (Intensity)」 I 決定於波的振幅大小、而與波的相位並沒有直接的關係，I_E = E₀²、 I_B = B₀² 。那到底波的相位涵有何種重要的訊息呢？當兩個波產生「干涉 (Interference)」、「繞射 (Diffraction)」的現象情形，或是探討「全相術 (Holography)」時，「相位」是占有決定性的因素。我們稍後再介紹。在上圖中嘗試簡易地說明楊氏雙狹縫干涉儀實驗產生干涉條紋的情形。

明日主題 : 光是什麼？ (34) 立體成像

作者與主編 : 陳輝樺、王夕堯
諮詢服務: 陳輝樺 (NMNS 國立自然科學博物館)
王夕堯 (NTPU 國立台北大學)
蘇明俊 (NKNU 國立高雄師範大學科教所)

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