题目
在杨氏双缝实验中,用折射率n=1.58的透明薄膜盖在上缝上,并用波长为632.8nm的光照射,发现中央明纹向上移动了5条,求薄膜厚度。
在杨氏双缝实验中,用折射率n=1.58的透明薄膜盖在上缝上,并用波长为632.8nm的光照射,发现中央明纹向上移动了5条,求薄膜厚度。
题目解答
答案
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解析
考查要点:本题结合杨氏双缝实验与薄膜干涉知识,考查光程差的计算及条纹移动规律。
解题核心思路:
- 光程差的引入:覆盖折射率$n$的薄膜后,上缝光程增加$(n-1)d$,导致两缝光程差变化。
- 条纹移动本质:中央明纹移动对应光程差变化$\Delta S = m\lambda$($m$为移动条纹数)。
- 公式推导:通过光程差与条纹移动关系建立方程,解出薄膜厚度$d$。
破题关键点:
- 明确光程差公式:薄膜引起的光程差为$(n-1)d$。
- 条纹移动与光程差关系:移动$5$条纹对应光程差$\Delta S = 5\lambda$。
步骤1:分析光程差变化
覆盖薄膜后,上缝光程增加$(n-1)d$,导致两缝光程差为$\Delta S = (n-1)d$。
步骤2:建立条纹移动方程
中央明纹移动$5$条纹,对应光程差$\Delta S = 5\lambda$。因此:
$(n-1)d = 5\lambda$
步骤3:代入已知量求解
已知$n=1.58$,$\lambda=632.8\ \text{nm}=632.8 \times 10^{-9}\ \text{m}$,代入公式:
$d = \frac{5\lambda}{n-1} = \frac{5 \times 632.8 \times 10^{-9}}{1.58-1} \approx 5.46 \times 10^{-6}\ \text{m}$