题目
如图所示,S1、S2是两个相干光源,它们到P点的距离分别为r1和r2,路径S1P垂直穿过一块厚度为t1,折射率为n1的介质板,路径S2P垂直穿过厚度为t2,折射率为n2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于( )t 1 n1 -P-|||-C r1-|||-□ _(2)-|||-_(2) _(2) n2A.(r2+n2t2)−(r1+n1t1)B.[r2+(n2−1)t2]−[r1+(n1−1)t1]C.(r2−n2t2)−(r1−n1t1)D.n2t2−n1t1
如图所示,S1、S2是两个相干光源,它们到P点的距离分别为r1和r2,路径S1P垂直穿过一块厚度为t1,折射率为n1的介质板,路径S2P垂直穿过厚度为t2,折射率为n2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于( )

- A.(r2+n2t2)−(r1+n1t1)
- B.[r2+(n2−1)t2]−[r1+(n1−1)t1]
- C.(r2−n2t2)−(r1−n1t1)
- D.n2t2−n1t1
题目解答
答案
B
解析
考查要点:本题主要考查光程的概念及光程差的计算,涉及光在不同介质中的传播路径处理。
解题核心思路:
- 光程定义:光在介质中传播的光程等于几何路程乘以折射率。
- 分段计算:若路径包含不同介质,需分别计算各段光程后求和。
- 关键点:介质部分的光程为 $n \cdot t$,真空部分的光程为 $1 \cdot (\text{总路程} - t)$,总光程为两者之和。
破题关键:
- 正确区分介质部分与真空部分的光程,避免混淆总路程与介质厚度。
光程差计算步骤
1. 计算S₁P的光程
- 介质部分:厚度为 $t_1$,光程为 $n_1 t_1$。
- 真空部分:剩余路程为 $r_1 - t_1$,光程为 $1 \cdot (r_1 - t_1)$。
- 总光程:
$\text{光程}(S₁P) = n_1 t_1 + (r_1 - t_1) = r_1 + (n_1 - 1)t_1$
2. 计算S₂P的光程
- 介质部分:厚度为 $t_2$,光程为 $n_2 t_2$。
- 真空部分:剩余路程为 $r_2 - t_2$,光程为 $1 \cdot (r_2 - t_2)$。
- 总光程:
$\text{光程}(S₂P) = n_2 t_2 + (r_2 - t_2) = r_2 + (n_2 - 1)t_2$
3. 求光程差
光程差为两路径光程之差:
$\Delta = \text{光程}(S₂P) - \text{光程}(S₁P) = \left[ r_2 + (n_2 - 1)t_2 \right] - \left[ r_1 + (n_1 - 1)t_1 \right]$
对应选项:B选项表达式与上述结果一致。