题目
在双缝干涉实验中,入射光的波长为。用玻璃纸遮住双缝中的一个缝,若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大,则屏上原来的明纹处( )。A、仍为明条纹B、变为暗条纹C、既非明纹也非暗纹D、无法确定是明纹,还是暗纹
在双缝干涉实验中,入射光的波长为
。用玻璃纸遮住双缝中的一个缝,若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大
,则屏上原来的明纹处( )。
- A、仍为明条纹
- B、变为暗条纹
- C、既非明纹也非暗纹
- D、无法确定是明纹,还是暗纹
题目解答
答案
B. 变为暗条纹
解析
考查要点:本题主要考查双缝干涉实验中光程差变化对干涉条纹的影响,以及如何判断条纹明暗的变化。
解题核心思路:
- 光程差的计算:玻璃纸引入的光程差增量为 $0.5\lambda$,需叠加到原光程差上。
- 干涉条件判断:原明纹处光程差为 $\Delta = m\lambda$(明纹条件),叠加后变为 $\Delta' = (m + 0.5)\lambda$,此时满足暗纹条件。
破题关键点:
- 明确光程差变化的来源:玻璃纸使光程增加 $0.5\lambda$,而非物理路程变化。
- 相位差与干涉关系:光程差 $\Delta$ 对应相位差 $\Delta \phi = \frac{2\pi}{\lambda} \Delta$,当 $\Delta \phi = \pi$ 时,两列光反向叠加,形成暗纹。
原始情况分析
在未放置玻璃纸时,双缝干涉的明纹条件为两列光的光程差 $\Delta = m\lambda$($m$ 为整数),此时两列光同相叠加,形成明纹。
玻璃纸引入后的光程差
用玻璃纸覆盖一个缝后,该缝的光程增加 $0.5\lambda$。假设原明纹处光程差为 $\Delta = m\lambda$,则新的光程差为:
$\Delta' = \Delta + 0.5\lambda = m\lambda + 0.5\lambda = (m + 0.5)\lambda$
干涉条件判断
新的光程差 $\Delta' = (m + 0.5)\lambda$ 对应相位差:
$\Delta \phi = \frac{2\pi}{\lambda} \Delta' = 2\pi(m + 0.5) = 2\pi m + \pi$
此时两列光相位差为 $\pi$,即反向叠加,导致干涉加强条件被破坏,原明纹处变为暗纹。