杨氏双缝干涉实验是建立在两个点光源相互干涉的基础上，该实验以简单的装置和巧妙的构思来实现普通光源做干涉，它不仅是许多其它光学干涉装置的原型，在理论上还可以从中提出许多重要的概念和启发，无论从经典光学还是从现代光学的角度来看，杨氏双缝干涉实验都具有十分重要的意义。

根据干涉条件要求，两光源必须频率相同、振动方向相同，并具有一定的相位差。如图1所示实验装置，一束单光色光经过两个距离一定的狭缝传播出去，球面波经狭缝将产生次球面波，他们的频率相同、振动方向相同，并具有一定的相位差，符合干涉条件，将在一定距离处相遇形成叠加的波场，如是在距离双缝D处的光屏上产生叠加现象形成干涉图样。为提高干涉条纹的亮度，该实验装置中采用三个相互平行的狭缝，一个用来产生单色光S，另外两个（S₁、S₂）作为相隔一定距离d的双缝。

图1 杨氏双缝干涉原理图

假定屏幕与两缝连线的中垂线垂直，S₁、S₂到S的距离相等，S₁和S₂处的光振动具有相同的相位，屏幕上各点的干涉强度有光程差∆L决定。为了确定屏幕上光强极大和光强极小的位置，选取直角坐标系o-xyz，坐标系的原点O位于S₁和S₂连线的中心， 轴的方向为S₁和S₂连线方向，假定屏幕上任意点P的坐标为(x,y,D)，那么S₁和S₂到P点的距离r₁和r₂分别写为：

                          （1）

即

若将整个装置放在空气中，则相干光到达P点的光程差为：

                               （2）

在实际情况中，d ≪ D，这时如果x和y也比D小的多（即在 轴附近观察）则有r₁+r₂≈2D。在此近似条件下上式可变为：

                                    （3）

再由光程差判断：

当 时，P为光强极大处；

当 时，P为光强极小处。

由此可知，在屏幕上各级干涉条纹的光强极大位置为：

                      （4）

干涉条纹光强极小位置为：

                    （5）

相邻两极大或两极小值之间的间距为干涉条纹间距，用∆x来表示，它反映了条纹的疏密程度。相干条纹的间距为：

                              （6）

即

                              （7）

其中，d表示两狭缝中心的间距；λ表示单色光波波长；D表示双缝屏到观测屏的距离。可在已知实验结构参数（d，D）后测得光波波长λ；同样在已知波长和距双缝距离时，可求得双缝的中心距d。