题目
11.图示为一干涉膨胀仪示意图,上下-|||-两平行玻璃板用一对热膨胀系数极小-|||-的石英柱支撑着,被测样品W在两玻-|||-璃板之间,样品上表面与玻璃板下表-|||-面间形成一空气劈尖,在以波长为λ的-|||-单色光照射下,可以看到平行的等厚-|||-干涉条纹。当W受热膨胀时,条纹将:-|||-...-|||-A B-|||-c-|||-A` B-|||-条纹变密,向右靠拢-|||-B 条纹变疏,向上展开-|||-条纹疏密不变,向右平移-|||-条纹疏密不变,向左平移

题目解答
答案
D. 条纹疏密不变,向左平移
解析
本题考查空气劈尖干涉条纹的变化规律,关键在于理解样品膨胀对空气层厚度分布的影响。核心思路如下:
- 空气劈尖的干涉条件:条纹位置由空气层厚度决定,条纹间距与劈尖夹角θ相关。
- 石英柱的作用:热膨胀系数极小,保证劈尖夹角θ不变,因此条纹疏密(间距)不变。
- 样品膨胀的影响:导致空气层厚度分布变化,使等厚线整体平移。需判断平移方向。
干涉条纹的形成原理
空气劈尖的干涉条纹由光程差决定。当光垂直入射时,反射光的光程差为 $2h$($h$为空气层厚度)。满足 $2h = m\lambda$($m$为整数)的区域形成暗纹,对应等厚线。
样品膨胀的几何效应
- 样品W膨胀时,其上表面形状变化,导致空气层厚度分布改变。
- 由于石英柱固定,劈尖夹角θ不变,因此条纹间距 $\Delta x = \lambda/(2\theta)$ 不变,条纹疏密不变。
- 厚度变化的方向决定条纹平移方向:若厚度在某一方向增加,则等厚线向相反方向移动。
平移方向的判断
假设样品膨胀导致空气层厚度在右侧增加,则相同厚度的等厚线会向左移动(如图中暗纹左移)。因此,条纹整体向左平移。