영에 의한 이중슬릿 간섭실험은 빛의 파동성을 증명하는 데 결정적인 역할을 하였다. 영의 실험이 있기 전에 그리말디는 가까이 있는 두 구멍을 통과하는 태양빛이 상호작용을 하는 것을 알아보는 실험을 하였으나 실패하였다. 이로부터 140년 후에 영은 빛의 파동성을 확인하기 위한 실험을 하게 되었는 데 이때에는 그리말디의 실험과는 달리 태양빛을 1차로 단일슬릿을 통과하게 하였다. 이중슬릿을 통과한 빛은 멀리 있는 스크린에 밝고 어두운 띠의 무늬가 형성되는 것을 관찰할 수 있었다.
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이중슬릿 간섭_ 일차로 단일 슬릿을 통과한 빛은 원기둥 형태의 파면을 형성하며 두 번째의 이중슬릿에 도착한다. 이중슬릿을 통과한 두 줄기의 빛은 멀리 스크린에 서로 다른 경로를 가지고 도착하여 그 경로차에 따른 간섭무늬를 만들게 된다.
마이컬슨-몰리의 실험은 마이컬슨과 몰리가 빛이 전파되는 매질인 에테르의 존재를 검증하려는 역사상 유명한 실험이다. 에테르의 존재가 부정된 지금은 이 실험에서 사용한 장치는 거리 등의 정밀한 측정에 사용되는 데 이를 마이컬슨 간섭계라 한다.
마이컬슨 간섭계는 한 점광원을 반은(銀)도금된 거울, 즉 반을 통과시키고 반을 반사시키는 선속분할기(beam splitter)를 이용하여 파면을 둘로 나누어 약간의 위치 차이가 나게 하여 다시 만나게 하는 구조로 되어 있다. 선속분할기는 빔분리기(beam splitter)라고도 하며 반은(半銀)거울이나 프리즘을 두 개 겹쳐서 사용한다. 이는 파면을 그대로 둘로 분리시키므로 완전히 동일한 형태의 파동을 만들 수 있고, 따라서 이렇게 나누어진 빛은 가간섭성을 가지게 된다.
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마이컬슨 간섭계_마이컬슨 간섭계의 구조로 반은거울로 된 선속분할기 Mo, 거울 M1, M2 가 그림처럼 배치되어 있다. 여기서 거울 M2가 놓인 위치나 방향을 미세하게 조절할 수 있어 스크린에 간섭무늬를 만든다. 경우에 따라서는 스크린 위치에서 빛이 오는 방향으로 시선을 두면 눈으로 관섭무늬를 관찰하기도 한다.
가간섭성의 빛을 만드는 두 방법 - 진폭분리법과 파면분리법
마이컬슨 간섭계처럼 반은거울로 파면의 밝기를 둘로 나누어 가간섭성의 빛을 만드는 방법을 진폭분리법이라 한다. 반면 앞에서의 이중슬릿의 경우처럼 동일한 파원에서 나온 파면을 영역별로 나누는 것을 파면분리법이라 한다.
아래 그림에서 마이컬슨 갑섭계가 작동하는 원리를 보여주고 있다. 거울 M2의 위치를 미세조절하여 스크린에 어떤 무늬가 나타날지를 예상해 보자.
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마이컬슨 간섭계의 간섭의 원리_ 화면의 왼쪽에 있는 광원에서 나오는 빛은 1차로 반은거울인 Mo에서 반사하여 위쪽 거울 M1으로 향한다. 이때 Mo에 의한 허상을 '허상 1'로 표시하였고 이 허상의 M1에 의한 허상이 화면의 위쪽에 '최종 허상'으로 표시한 곳에 형성된다. 한편 반은거울을 그대로 통과한 빛은 M2에서 반사되고 이때에는 '허상 2'로 표시한 허상이 생기고 이것이 다시 Mo에 의해 반사되어 아래 방향으로 향하게 된다. 이것의 최종 허상도 화면의 상단에 형성되어 그림에서 보는 것처럼 아래 방향으로 비추어진다. 처음에 설정된 상황에서는 최종 허상 두 개가 완전히 겹쳐있어 간섭의 효과가 나타나지 않으나 M2를 '수평이동', '기울이기'의 두 슬라이더로 이동시키면 이에 의한 최종 허상이 위치이동을 하여 간섭의 효과가 나타난다. 이때 화면의 아래방향에 스크린을 설치하여 간섭무늬를 관찰할 수 있다. '파면보기'를 선택하면 화면의 오른쪽에 파면을 많이 그려주게 되어 간섭이 이루어지는 원리를 보여주게 된다.
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마이컬슨 간섭계처럼 반은거울로 파면의 밝기를 둘로 나누어 가간섭성의 빛을 만드는 방법을 진폭분리법이라 한다. 반면 앞에서의 이중슬릿의 경우처럼 동일한 파원에서 나온 파면을 영역별로 나누는 것을 파면분리법이라 한다.