题目
在真空中波长为 l 的单色光,在折射率为 n 的透明介质中从 A 沿某路径传播到 B,若 A、 B 两点相位差为 3p,则此路径AB的光程为A. 1.5 lB. 1.5 l/nC. 1.5 n lD. 3 l
在真空中波长为 l 的单色光,在折射率为 n 的透明介质中从 A 沿某路径传播到 B,若 A、 B 两点相位差为 3p,则此路径AB的光程为
A. 1.5 l
B. 1.5 l/n
C. 1.5 n l
D. 3 l
题目解答
答案
A. 1.5 l
解析
考查要点:本题主要考查光在介质中的传播特性,特别是光程的概念及其与相位差的关系。
解题核心思路:
- 光程的定义:光在介质中传播的物理路程乘以折射率,等效于真空中传播的路径长度。
- 相位差与光程的关系:相位差由光程差决定,公式为 $\Delta \phi = \frac{2\pi}{\lambda} \cdot L$,其中 $L$ 是光程,$\lambda$ 是真空中的波长。
- 直接关联相位差与光程:通过题目给出的相位差 $\Delta \phi = 3\pi$,代入公式即可求出光程 $L$。
破题关键点:
- 明确光程与波长的关系:介质中的波长 $\lambda' = \frac{\lambda}{n}$,但相位差计算需用光程,而非介质中的波长。
- 公式变形求解:将相位差公式变形为 $L = \frac{\lambda \Delta \phi}{2\pi}$,直接代入已知条件。
已知条件:
- 真空中波长 $\lambda$,折射率 $n$,相位差 $\Delta \phi = 3\pi$。
- 光程 $L$ 是物理路程在介质中的等效真空气路长度,即 $L = n \cdot \text{物理路程}$。
解题步骤:
-
建立相位差公式:
相位差与光程的关系为:
$\Delta \phi = \frac{2\pi}{\lambda} \cdot L$
其中 $\lambda$ 是真空中的波长,$L$ 是光程。 -
代入已知相位差:
题目中 $\Delta \phi = 3\pi$,代入公式得:
$3\pi = \frac{2\pi}{\lambda} \cdot L$ -
解方程求光程:
两边同时除以 $\pi$ 并整理:
$3 = \frac{2}{\lambda} \cdot L \quad \Rightarrow \quad L = \frac{3\lambda}{2} = 1.5\lambda$
结论:光程为 $1.5\lambda$,对应选项 A。