题目
在杨氏双缝实验中,入射光波长 640 nm。现在用折射率为 1.6 的透光薄片遮住一个缝时,发现接收屏中心由亮变暗。该薄片的最小厚度是______nm
在杨氏双缝实验中,入射光波长 640 nm。现在用折射率为 1.6 的透光薄片遮住一个缝时,发现接收屏中心由亮变暗。该薄片的最小厚度是______nm
题目解答
答案
由于中心亮斑变暗,因此两束光的光程差最小为半波长,此时拨片最薄
设薄片厚度为d
则应有

由题目得
代入求解得
答案为533.3纳米
解析
考查要点:本题主要考查杨氏双缝实验中光程差的计算,以及透光薄片对光程的影响。
解题核心思路:
当透光薄片遮住一个缝时,该缝的光通过薄片后光程增加。中心点由亮变暗说明两束光的光程差达到半波长的奇数倍,最小情况为$\lambda/2$。需通过光程差公式求解薄片的最小厚度。
破题关键点:
- 光程差公式:光程差为$(n-1)d$,其中$n$为折射率,$d$为薄片厚度。
- 相位条件:光程差需等于$\lambda/2$(导致 destructive interference)。
- 波长的选择:题目中给出的波长是入射光在真空中的波长,无需调整。
步骤1:确定光程差条件
中心点变暗时,两束光的光程差为$\lambda/2$,即:
$(n-1)d = \frac{\lambda}{2}$
步骤2:代入已知量
已知$n=1.6$,$\lambda=640\ \text{nm}$,代入公式:
$(1.6-1)d = \frac{640}{2}$
步骤3:解方程求厚度
化简得:
$0.6d = 320 \implies d = \frac{320}{0.6} = 533.3\ \text{nm}$