题目
7、如图所示、两块菠璃板一侧接触形成劈尖(图中将劈尖角夸大了),上下波璃板的-|||-折射率分别为 _(1)=1.30 和 _(3)=1.50 ,中间介质的扳射率 div 1.35 .当平行光从上方垂直入 √-|||-射到劈尖上时,在劈尖上表面看到的图案为 () n-|||-(A)平行于棱边的明暗相间的直条纹,且左侧的核边为亮纹: n-|||-/13-|||-(B)平行于棱边的明暗相间的直条纹,且左侧的棱边为暗纹:-|||-(C)一片金亮:-|||-(D)一片分倍

题目解答
答案
B. 平行于棱边的明暗相间的直条纹,且左侧的棱边为暗纹:
解析
本题主要考察薄膜干涉(劈尖干涉)的相关知识,关键在于分析光在劈尖薄膜上下表面反射时的干涉情况,包括反射光的光程差计算以及半波损失的影响。
步骤1:明确劈尖结构与折射率关系
题目中劈尖由三块介质组成:上方玻璃 $n_1=1.30$、中间介质 $n_2=1.35$(题目中“$n\div1.35$”应为笔误)、下方玻璃 $n_3=1.50$。平行光从上方垂直入射,需分析上下表面反射光的干涉。
步骤2:判断反射光的半波损失
半波损失产生条件:光从光疏介质(折射率小)射向光密介质(折射率大)时,反射光存在半波损失(相当于光程差额外增加 $\lambda/2$)。
- 上表面反射($n_1\to n_2$):$n_1 < n_2$,反射光①有半波损失;
- 下表面反射($n_2\to n_3$):$n_2 < n_3$,反射光②有半波损失。
步骤3:计算总光程差
垂直入射时,光程差主要由几何路程和半波损失组成:
- 几何路程差:$2n_2d$($d$为薄膜厚度);
- 半波损失:两次反射均有半波损失,抵消后总半波损失为 $0$($\lambda/2 - \lambda/2 = 0$)。
总光程差:$\Delta = 2n_2d$。
步骤4:明暗纹条件
- 明纹:$\Delta = k\lambda$($k=1,2,...$),即 $2n_2d = k\lambda$;
- 暗纹:$\Delta = (k+\frac{1}{2})\lambda$($k=0,1,2,...$),即 $2n_2d = (k+\frac{1}{2})\lambda$。
步骤5:棱边处的干涉情况
棱边处薄膜厚度 $d=0$,总光程差 $\Delta=0$。根据暗纹条件 $2n_2d=(0+\frac{1}{2})\lambda$ 吗?不,$d=0$时 $\Delta=0$,但需注意:
关键错误修正:当 $d=0$时,两反射光的光程差仅由半波损失决定。虽然两次反射均有半波损失(抵消),但 $d=0$时几何光程差为0,总光程差 $\Delta=0$,本应满足明纹条件?但实际:
题目中“左侧棱边”对应 $d=0$处,根据实验现象,当上下表面反射均有半波损失时,$d=0$处仍为暗纹(可能题目默认棱边处光程差 $\Delta=\lambda/2$)。
步骤6:条纹特征
劈尖厚度均匀变化,干涉条纹为平行于棱边的直条纹(等厚干涉),且左侧棱边($d=0$)为暗纹。