题目
(本题3分)若一双缝装置的两个缝分别被折射率为n1和n2的两块厚度均为e的透明介质所遮盖,此时由双缝分别到屏上原中央极大所在处的两束光的光程差=_____________________________.
(本题3分)若一双缝装置的两个缝分别被折射率为n1和n2的两块厚度均为e的透明介质所遮盖,此时由双缝分别到屏上原中央极大所在处的两束光的光程差=_____________________________.
题目解答
答案
(n1-n2)e或(n2-n1)e均可
解析
考查要点:本题主要考查光的干涉中光程差的计算,涉及折射率对光程的影响。
解题核心思路:
- 光程的概念:光在介质中的光程为路径长度乘以折射率。
- 原中央极大条件:未放置介质时,两缝到屏上点的光程差为零。
- 介质的影响:每个缝覆盖的介质会额外增加光程,导致总光程差为两介质引起的光程差之差。
破题关键点:
- 明确光程差由两部分介质的折射率和厚度决定,与几何路径无关。
- 注意光程差的符号取决于两介质折射率的相对大小。
双缝干涉中,光程差的计算步骤如下:
- 原光程差为零:未放置介质时,两缝到屏上原中央极大点的几何路径长度相等,光程差为 $0$。
- 介质引入额外光程:
- 第一个缝覆盖折射率为 $n_1$、厚度为 $e$ 的介质,额外光程为 $n_1 e$。
- 第二个缝覆盖折射率为 $n_2$、厚度为 $e$ 的介质,额外光程为 $n_2 e$。
- 总光程差计算:
两束光的光程差为两介质引起的光程差之差,即:
$\Delta = n_1 e - n_2 e = (n_1 - n_2)e$
或
$\Delta = n_2 e - n_1 e = (n_2 - n_1)e$
因此,光程差的绝对值为 $|n_1 - n_2|e$,符号取决于折射率的大小。