题目
在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n,厚度为d的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了()A. 2(n-1)dB. 2ndC. (n-1)dD. nd
在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n,厚度为d的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了()
A. 2(n-1)d
B. 2nd
C. (n-1)d
D. nd
题目解答
答案
A. 2(n-1)d
解析
本题考查迈克耳孙干涉仪中光程的概念以及光程改变量的计算。解题的关键在于明确光在不同介质中光程的计算方法,以及放入透明薄片后光程的变化情况。
- 明确光程的定义:光程是指光在介质中传播的几何路程 $l$ 与该介质折射率 $n$ 的乘积,即光程 $L = nl$。
- 分析放入透明薄片前后光程的变化:
- 放入透明薄片前,光在该光路中传播的几何路程为 $d$,此时光在空气中传播(空气折射率近似为 $1$),所以光程为 $1\times d=d$。
- 放入透明薄片后,光在透明薄片中传播的几何路程为 $d$,由于薄片折射率为 $n$,所以光在薄片中的光程为 $n\times d = nd$。
- 计算光程的改变量:
- 光在放入薄片前后,除了在薄片处光程有变化,在其他部分光程不变。而光在迈克耳孙干涉仪的光路中是往返通过薄片的,所以光程的改变量为 $2\times(nd - d)$。
- 对 $2\times(nd - d)$ 进行化简,根据乘法分配律可得 $2\times(nd - d)=2(n - 1)d$。