题目
在空气中有一劈尖形透明物,其劈尖角θ=1.0×10-4 rad,在波长λ=700 nm的单色光垂直照射下,测得两相邻干涉明条纹间距l=0.25 cm,此透明材料的折射率为 .
在空气中有一劈尖形透明物,其劈尖角θ=1.0×10-4 rad,在波长λ=700 nm的单色光垂直照射下,测得两相邻干涉明条纹间距l=0.25 cm,此透明材料的折射率为 .
题目解答
答案
1.4
解析
考查要点:本题主要考查劈尖干涉的原理及相邻明条纹间距公式的应用,涉及光程差、折射率与几何参数的关系。
解题核心思路:
- 明确劈尖干涉中相邻明条纹间距公式 $l = \frac{\lambda}{2n\theta}$,其中$\lambda$为入射光波长,$n$为折射率,$\theta$为劈尖角。
- 通过题目给出的已知量($\lambda=700\ \text{nm}$,$\theta=1.0 \times 10^{-4}\ \text{rad}$,$l=0.25\ \text{cm}$),代入公式求解折射率$n$。
破题关键点:
- 正确写出相邻明条纹间距公式,注意公式中折射率$n$的位置。
- 单位统一:将波长$\lambda$转换为米($700\ \text{nm} = 700 \times 10^{-9}\ \text{m}$),条纹间距$l$转换为米($0.25\ \text{cm} = 0.0025\ \text{m}$)。
公式推导:
在劈尖干涉中,相邻明条纹对应的厚度差为$\Delta h = \frac{\lambda}{2n}$。由于劈尖角$\theta$很小,厚度$h \approx x\theta$,因此相邻条纹间距$l = \frac{\Delta h}{\theta} = \frac{\lambda}{2n\theta}$。
代入数据计算:
已知$\lambda = 700 \times 10^{-9}\ \text{m}$,$\theta = 1.0 \times 10^{-4}\ \text{rad}$,$l = 0.0025\ \text{m}$,代入公式:
$n = \frac{\lambda}{2\theta l} = \frac{700 \times 10^{-9}}{2 \times 1.0 \times 10^{-4} \times 0.0025} = \frac{700 \times 10^{-9}}{5 \times 10^{-7}} = 1.4$