●9. 在两块玻璃片之间一边放一条厚纸,另一边相互压紧.玻璃片l长10cm,纸厚为0.05mm,从60°的反射角进行观察,问在玻璃片单位长度内看到的干涉条纹数目是多少?设单色光源波长为500nm.
●9. 在两块玻璃片之间一边放一条厚纸,另一边相互压紧.玻璃片l长10cm,纸厚为0.05mm,从60°的反射角进行观察,问在玻璃片单位长度内看到的干涉条纹数目是多少?设单色光源波长为500nm.
题目解答
答案
解:由课本49页公式(1-35)可知斜面上每一条纹的宽度所对应的空气尖劈的厚度的变化量为 

如果认为玻璃片的厚度可以忽略不记的情况下,则上式中
。而厚度h所对应的斜面上包含的条纹数为

故玻璃片上单位长度的条纹数为
条/厘米
解析
本题考查薄膜干涉中空气劈尖的条纹分布规律。解题核心在于理解相邻干涉条纹对应的空气层厚度变化量,并结合几何关系计算单位长度内的条纹数目。
关键点:
- 空气劈尖干涉条纹的形成原理:光在空气层上下表面反射后发生干涉,条纹间距由厚度变化决定。
- 入射角的影响:入射角为$60^\circ$时,需通过$\cos\theta$修正光程差。
- 公式推导:相邻条纹厚度差$\Delta h = \frac{\lambda}{2\cos\theta}$,总条纹数$N = \frac{h}{\Delta h}$,单位长度条纹数$N' = \frac{N}{L}$。
公式推导
-
相邻条纹厚度差
空气层厚度变化$\Delta h$对应光程差$\lambda$,由公式:
$\Delta h = \frac{\lambda}{2\cos\theta}$
其中$\theta = 60^\circ$,$\cos60^\circ = 0.5$,代入得:
$\Delta h = \frac{500 \times 10^{-9}}{2 \times 0.5} = 500 \times 10^{-9} \, \text{m}$ -
总条纹数计算
空气层总厚度$h = 0.05 \, \text{mm} = 0.00005 \, \text{m}$,总条纹数:
$N = \frac{h}{\Delta h} = \frac{0.00005}{500 \times 10^{-9}} = 100$ -
单位长度条纹数
玻璃片长度$L = 10 \, \text{cm}$,单位长度条纹数:
$N' = \frac{N}{L} = \frac{100}{10} = 10 \, \text{条/厘米}$