题目
如图所示,S1、S2是两个相干光源,它们到P点的距离分别为r1和r2,路径S1P垂直穿过一块厚度为t1,折射率为n1的介质板,路径S2P垂直穿过厚度为t2,折射率为n2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于( )t 1 n1 r1 . P-|||-r 2-|||- n2A.(r2+n2t2)−(r1+n1t1)B.[r2+(n2−1)t2]−[r1+(n1−1)t1]C.(r2−n2t2)−(r1−n1t1)D.n2t2−n1t1
如图所示,S1、S2是两个相干光源,它们到P点的距离分别为r1和r2,路径S1P垂直穿过一块厚度为t1,折射率为n1的介质板,路径S2P垂直穿过厚度为t2,折射率为n2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于( )

- A.(r2+n2t2)−(r1+n1t1)
- B.[r2+(n2−1)t2]−[r1+(n1−1)t1]
- C.(r2−n2t2)−(r1−n1t1)
- D.n2t2−n1t1
题目解答
答案
B
解析
考查要点:本题主要考查光程差的计算,涉及光在不同介质中的传播路径与折射率的关系。
解题核心思路:
光程是几何路径长度与介质折射率的乘积。当光通过不同介质时,需分别计算各段的光程,再求总和。关键点在于正确区分介质部分和真空部分的光程,注意介质部分的光程为 $n \cdot t$,而真空部分的光程为几何长度本身。
破题关键:
- 光程公式:光程 = 几何长度 × 折射率。
- 路径拆分:每条路径分为介质部分(光程为 $n \cdot t$)和真空部分(光程为几何长度)。
- 光程差:两路径的光程之差,需分别计算后相减。
光程差的计算步骤
1. 计算S₁P的光程
- 介质部分:厚度为 $t_1$,折射率为 $n_1$,光程为 $n_1 t_1$。
- 真空部分:总路径为 $r_1$,扣除介质部分后剩余 $r_1 - t_1$,光程为 $(r_1 - t_1) \cdot 1 = r_1 - t_1$。
- 总光程:$n_1 t_1 + (r_1 - t_1) = r_1 + (n_1 - 1)t_1$。
2. 计算S₂P的光程
- 介质部分:厚度为 $t_2$,折射率为 $n_2$,光程为 $n_2 t_2$。
- 真空部分:总路径为 $r_2$,扣除介质部分后剩余 $r_2 - t_2$,光程为 $(r_2 - t_2) \cdot 1 = r_2 - t_2$。
- 总光程:$n_2 t_2 + (r_2 - t_2) = r_2 + (n_2 - 1)t_2$。
3. 求光程差
光程差为两路径光程之差:
$\begin{aligned}\text{光程差} &= [r_2 + (n_2 - 1)t_2] - [r_1 + (n_1 - 1)t_1] \\&= (r_2 - r_1) + (n_2 t_2 - n_1 t_1) - (t_2 - t_1) \\&= [r_2 + (n_2 - 1)t_2] - [r_1 + (n_1 - 1)t_1].\end{aligned}$
对应选项:B选项表达式为 $[r_2 + (n_2 - 1)t_2] - [r_1 + (n_1 - 1)t_1]$,与计算结果一致。