题目
如图所示,平行单色光垂直照射到薄膜上,经上下两表面反射的两束光发生干涉,若薄膜的厚度为e,并且n1<n2>n3,λ1为入射光在折射率为n1的媒质中的波长,则两束反射光在相遇点的相位差为( )n2A.2πn2en1λ1B.4πn1en2λ1+πC.4πn2en1λ1+πD.4πn2en1λ1
如图所示,平行单色光垂直照射到薄膜上,经上下两表面反射的两束光发生干涉,若薄膜的厚度为e,并且n1<n2>n3,λ1为入射光在折射率为n1的媒质中的波长,则两束反射光在相遇点的相位差为( )

- A.2πn2en1λ1
- B.4πn1en2λ1+π
- C.4πn2en1λ1+π
- D.4πn2en1λ1
题目解答
答案
C
解析
本题考查薄膜干涉中的相位差计算,需综合考虑光程差和反射时的相位突变。关键点如下:
- 光程差:两束光在薄膜中传播的路径差为$2e$,需乘以薄膜的折射率$n_2$,再转换为相位差。
- 反射相位突变:当光从光疏介质进入光密介质时反射,相位突变$\pi$;反之不突变。本题中,上表面反射($n_1 \to n_2$)突变$\pi$,下表面反射($n_2 \to n_3$)不突变。
光程差引起的相位差
入射光在$n_1$介质中的波长为$\lambda_1$,真空中波长为$\lambda_0 = n_1 \lambda_1$。薄膜中光程为$2n_2e$,对应相位差:
$\Delta \phi_{\text{光程}} = \frac{2\pi}{\lambda_0} \cdot 2n_2e = \frac{4\pi n_2 e}{n_1 \lambda_1}.$
反射相位突变引起的相位差
- 上表面反射($n_1 \to n_2$):因$n_2 > n_1$,相位突变$\pi$。
- 下表面反射($n_2 \to n_3$):因$n_2 > n_3$,不突变。
- 总相位差:两束光反射相位差为$\pi$(第一束突变$\pi$,第二束不突变)。
总相位差
综合光程差和反射突变:
$\Delta \phi_{\text{总}} = \frac{4\pi n_2 e}{n_1 \lambda_1} + \pi.$