题目
(本题6分)(3626)两块长度10 cm的平玻璃片,一端互相接触,另一端用厚度为0.004 mm的纸片隔开,形成空气劈形膜.以波长为500 nm的平行光垂直照射,观察反射光的等厚干涉条纹,在全部10 cm的长度内呈现多少条明纹?(1 nm=10-9 m)
(本题6分)(3626)
两块长度10 cm的平玻璃片,一端互相接触,另一端用厚度为0.004 mm的纸片隔开,形成空气劈形膜.以波长为500 nm的平行光垂直照射,观察反射光的等厚干涉条纹,在全部10 cm的长度内呈现多少条明纹?(1 nm=10-9 m)
题目解答
答案
(本题6分)(3626)
解:设空气膜最大厚度为e,
2e += k 2分
=16.5 2分
∴ 明纹数为16. 2分
解析
步骤 1:确定空气膜的最大厚度
空气膜的最大厚度为纸片的厚度,即 e = 0.004 mm = 4 × 10^-6 m。
步骤 2:计算明纹的条件
对于反射光的等厚干涉条纹,明纹的条件是:2e + $\dfrac {1}{2}\lambda$ = k$\lambda$,其中 k 是整数,表示干涉级次。
步骤 3:计算干涉级次
将空气膜的最大厚度 e 和波长 $\lambda$ = 500 nm = 5 × 10^-7 m 代入明纹条件,得到:
2e + $\dfrac {1}{2}\lambda$ = k$\lambda$
2 × 4 × 10^-6 m + $\dfrac {1}{2}$ × 5 × 10^-7 m = k × 5 × 10^-7 m
8 × 10^-6 m + 2.5 × 10^-7 m = k × 5 × 10^-7 m
8.25 × 10^-6 m = k × 5 × 10^-7 m
k = $\dfrac {8.25 × 10^{-6} m}{5 × 10^{-7} m}$ = 16.5
步骤 4:确定明纹的数量
由于 k 必须是整数,所以 k 的最大值为 16,因此在全部 10 cm 的长度内呈现的明纹数量为 16 条。
空气膜的最大厚度为纸片的厚度,即 e = 0.004 mm = 4 × 10^-6 m。
步骤 2:计算明纹的条件
对于反射光的等厚干涉条纹,明纹的条件是:2e + $\dfrac {1}{2}\lambda$ = k$\lambda$,其中 k 是整数,表示干涉级次。
步骤 3:计算干涉级次
将空气膜的最大厚度 e 和波长 $\lambda$ = 500 nm = 5 × 10^-7 m 代入明纹条件,得到:
2e + $\dfrac {1}{2}\lambda$ = k$\lambda$
2 × 4 × 10^-6 m + $\dfrac {1}{2}$ × 5 × 10^-7 m = k × 5 × 10^-7 m
8 × 10^-6 m + 2.5 × 10^-7 m = k × 5 × 10^-7 m
8.25 × 10^-6 m = k × 5 × 10^-7 m
k = $\dfrac {8.25 × 10^{-6} m}{5 × 10^{-7} m}$ = 16.5
步骤 4:确定明纹的数量
由于 k 必须是整数,所以 k 的最大值为 16,因此在全部 10 cm 的长度内呈现的明纹数量为 16 条。