题目
光强均为I的两束相干光相遇而发生干涉时,在相遇区域内有可能出现的最-|||-大光强是:?
? 题目解答
答案
4I
解析
本题考查光的干涉以及光强的计算相关知识。解题的关键在于理解相干光干涉时光强的变化规律,通过分析两束相干光的相位关系来确定最大光强。
设两束相干光的光强均为$I$,光强与振幅的平方成正比,设两束光的振幅分别为$A_1$和$A_2$,则有$I = kA_1^2=kA_2^2$($k$为比例常数)。
当两束相干光发生干涉时,合振幅$A$满足公式$A^{2}=A_{1}^{2}+A_{2}^{2}+2A_{1}A_{2}\cos\Delta\varphi$,其中$\Delta\varphi$为两束光的相位差。
合光强$I_{合}=kA^{2}=k(A_{1}^{2}+A_{2}^{2}+2A_{1}A_{2}\cos\Delta\varphi)$。
因为$I = kA_1^2=kA_2^2$,所以$I_{合}=I + I+2\sqrt{II}\cos\Delta\varphi=2I + 2I\cos\Delta\varphi$。
要使合光强$I_{合}$最大,则$\cos\Delta\varphi$需取最大值$1$(因为$- 1\leqslant\cos\Delta\varphi\leqslant1$)。
当$\cos\Delta\varphi = 1$时,$I_{合}=2I + 2I\times1=4I$。