题目
折射率为n2、厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和n3,已知n1n3.若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是A. 2n2 e.B. 2n2 e-λ/ 2.C. 2n2 e-λ.D. 2n2 e-λ / (2n2).
折射率为n2、厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和n3,已知n1n3.若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是
A. 2n2 e.
B. 2n2 e-λ/ 2.
C. 2n2 e-λ.
D. 2n2 e-λ / (2n2).
题目解答
答案
B. 2n2 e-λ/ 2.
解析
本题考查薄膜干涉中的光程差计算,关键在于理解反射光的相位突变条件和几何路程差的综合影响。
- 相位突变规则:当光从折射率低的介质进入高的介质时反射,会产生相位突变$\pi$(相当于光程增加$\lambda/2$);反之则无突变。
- 几何路程差:光在薄膜中往返一次的几何路程为$2e$,对应的光程为$2n_2 e$。
- 相位差叠加:需比较两束反射光的相位突变情况,确定总相位差,最终转化为光程差。
步骤1:分析反射光的相位突变
- 上表面反射(①):光从$n_1$(低)进入$n_2$(高),发生相位突变$\pi$,等效光程增加$\lambda/2$。
- 下表面反射(②):光从$n_2$(高)进入$n_3$(低),不发生相位突变,等效光程无额外增加。
步骤2:计算总光程差
- 几何路程差:光在薄膜中往返一次的光程为$2n_2 e$。
- 相位突变引起的光程差:①比②多出$\lambda/2$的相位突变,需从总光程中扣除。
- 总光程差:
$\text{光程差} = 2n_2 e - \frac{\lambda}{2}$