题目
如图所示,在双缝干涉实验中,若把一厚度为e、折射率为n的薄-|||-云母片覆盖在 S1缝上,中央明条纹将向 __ 移动;覆盖云-|||-母片后,两束相干光至原中央明纹O处的光程差为 __-|||-e-|||-S1-|||-S O-|||-S2-|||-__-|||-SS1=SS2 屏

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查双缝干涉实验中光程差的计算及遮挡物对干涉图样位置的影响。
解题核心思路:
- 光程的概念:光在介质中的光程为路径长度乘以折射率。
- 云母片的作用:覆盖云母片后,S1缝的光程增加 $(n-1)e$,导致原中央明纹处的光程差不为零。
- 条纹移动方向:为抵消光程差,新的中央明纹会移动到两束光总光程相等的位置,移动方向与遮挡缝的位置相反。
破题关键点:
- 光程差计算:云母片使S1缝的光程增加 $(n-1)e$,原中央明纹处的光程差即为该值。
- 条纹移动方向:通过光程差的补偿关系,判断条纹移动方向。
光程差的计算
-
S1缝的光程变化:
云母片厚度为 $e$,折射率为 $n$,光在云母片中的光程为 $n \cdot e$。
若无云母片,光程为 $e$(空气折射率 $n=1$)。
因此,光程增加量为:
$\Delta = n \cdot e - 1 \cdot e = (n-1)e$ -
原中央明纹处的光程差:
覆盖云母片后,S1缝的光到达原中央明纹O处的光程比S2缝多 $(n-1)e$,故光程差为:
$\text{光程差} = (n-1)e$
条纹移动方向分析
- 原中央明纹变为暗纹:
光程差 $(n-1)e \neq 0$,原O点不再满足明纹条件。 - 新中央明纹的位置:
为使总光程差为零,S2缝的光需多走 $(n-1)e$ 的路程。
根据双缝干涉几何关系,条纹会向与S1缝相反的方向移动(即上方)。