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图3-4两个波的“叠加”或“相干”
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图3-4是描写当两个不同波长的波叠在一起时会出现什么现象。我们可以看到：当两个波峰遇在一起时，它们会叠加起来，产生一个更高的波峰；而当一个波峰和一个波谷遇到一起时，它们会相互抵消。这样一来，我们就可以很清楚地知道两个波叠在一起时会所出现的现象，并且还可定量地计算出叠加后的结果。
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当然，科学家不会说：这就是两个幽灵叠在一起时的情况；而是说：这是两个波的“叠加”（superposition），或者说是两个波的“相干”（interference），即“相互干涉”。这样的术语词，不但比较精确，而且很能让外行人望而生畏，从而由畏生敬，使得别人更敬畏我们这些被称为科学家的人。
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事实上，“相干”是物理学中一种非常普遍又非常重要的现象。而“相干”又可进一步分成“建设性相干”（constructive interference）和“破坏性相干”（destructive interference）。
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图3-5表示一束光通过两条窄缝（S1和S2），从而分成了两条光束。然后这两条光束又重新相遇在一起，并从不同的角度叠加在一起，产生了“干涉现象”。在“建设性的相干”区域，出现了明亮带，而在“破坏性的相干”区域，则出现了暗带。
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图3-5的实验是在可见光的范围内进行的。事实上，同样的“干涉现象”也会在那鬼魂一样的看不见摸不着的其他电磁波段中发生。
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其实，图3-5所显示的实验结果不过只是最最简单的干涉实验。如果您稍稍心细一点，您自己就可以很简单地在自然界中看到美丽的光线干涉图。观察的时间要选在雨后又马上出太阳的日子。这时马路上往往还有许多浅浅的小水坑。如果这小水坑中又有一点油浮在水面上，那么，在日光的照射下，您会在水坑的表面上看到五彩缤纷的花纹，这就是光波的“干涉图案”（interference pattern）。
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图3-5两束平面光波的“叠加”或“相干”
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图3-5的“干涉实验”是在可见光的范围内进行的。我们在雨后初晴时在小水坑的表面上看到的五彩缤纷的“干涉图案”也只是在可见光的范围内。事实上，同样的“干涉现象”也会在那幽灵一样的、看不见摸不着的电磁波世界中发生，从而产生许多，虽然是看不见的，却更为“五彩缤纷”的花纹。
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在不可见世界中，干涉现象形成的结构
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在这儿，我们首先要指出：“干涉现象”不但会产生更为丰富的图案和色彩，还会产生更为丰富的结构。这种由波产生的结构往往是一种动态的结构，但在一定的条件下，这种结构也可以相当稳定。
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粗粗看来，要用不停运动的波来形成一种稳定的结构是很困难的。但是，正如图3-6所表达的，只要一个波在两个反射面之间来来回回地跑，就会产生一种稳定的“驻波”。
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图3-6弦上的一维驻波
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图3-6所表达的，只是在一根弹性弦上的机械“驻波”。如果这根弦的两边都没有尽头，并且我们不考虑能量的损耗。那么一个机械波就会同时向两个不同的方向越跑越远，跑向无穷。然而，当这一根弦的两端被固定时，波就会在弦的端头上被反射回来，向着相反的方向前进。这向后行进的波与向前行进的波会“叠加”在一起，产生“驻波”。这样一来，尽管波还是在不停地跑，但正如我们可以在图3-6中可以看到的，它们形成了一个纺锤体接一个纺锤体似的稳定结构。
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用数学的术语来说，图3-6的驻波称为“一维”驻波，也就是在一根线上的驻波。同样的原理，驻波也可以在“二维”的情况下产生，也就是在一个平面上产生驻波，就如图3-7所示。
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在这儿，我们还想再次强调一下，图3-6和图3-7所示的“干涉图案”只是机械波，并且是肉眼可见的（如图3-6），或者用平板上的小颗粒使之变得肉眼可见（如图3-7）。
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事实上，这种“干涉图案”往往不是肉眼可见的。不用说广大的电磁波，它的频率比声波和机械波要宽得多，可从0.0000000001赫兹一直到1，000，000，000，000，000，000，000，000赫兹，即使机械波或声波，也是肉眼不可见的。而这种肉眼不可见的动态而又稳定的“驻波”或“干涉图案”常常起着很重要的作用。
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例如，大家都知道小提琴有一个非常漂亮的外貌，也有相当动听的声音，但人们很少想到这美丽的外貌和悦耳的声音之间有什么必然联系。从波的角度来看，小提琴的美丽琴身只是一只“谐振腔”，用来选择不同频率的驻波。或者说，某些特定频率会在这个谐振腔内部形成驻波的干涉图案（图3-8），从而得到强化，而其余的频率，因为不能形成驻波而被衰减掉了。
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看不见的彩虹：人体的耗散结构
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