题目
2.波长l=600 nm的单色光垂直照射到牛顿环装置上,第二个明环与第五个明环所对应的空气膜厚度之差为____nm.(1 nm=10-9 m)
2.波长l=600 nm的单色光垂直照射到牛顿环装置上,第二个明环与第五个明环所对应的空气膜厚度之差为____nm.(1 nm=10-9 m)
题目解答
答案
答案:900
解析
考查要点:本题主要考查牛顿环的干涉现象及明环对应的空气膜厚度计算。
解题核心思路:
- 牛顿环的形成原理:单色光垂直入射时,空气膜上下表面反射光发生干涉,形成明暗相间的圆环。
- 明环条件:当空气膜厚度对应的光程差为波长的整数倍时,两束光干涉加强,形成明环。
- 厚度差计算:根据明环对应的厚度公式,直接计算第二个明环与第五个明环的厚度差。
破题关键点:
- 明环厚度公式:第$m$个明环对应的空气膜厚度为$d_m = \frac{m\lambda}{2}$($m=1,2,3,\dots$)。
- 厚度差公式:$\Delta d = d_5 - d_2 = \frac{5\lambda}{2} - \frac{2\lambda}{2} = \frac{3\lambda}{2}$。
明环的厚度公式:
根据牛顿环的干涉条件,第$m$个明环对应的空气膜厚度为:
$d_m = \frac{m\lambda}{2}$
其中$\lambda$为入射光波长,$m$为明环序号(从中心向外依次为$m=1,2,3,\dots$)。
计算厚度差:
- 第二个明环($m=2$)的厚度:
$d_2 = \frac{2\lambda}{2} = \lambda$ - 第五个明环($m=5$)的厚度:
$d_5 = \frac{5\lambda}{2}$ - 厚度差:
$\Delta d = d_5 - d_2 = \frac{5\lambda}{2} - \lambda = \frac{3\lambda}{2}$
代入$\lambda = 600\ \text{nm}$:
$\Delta d = \frac{3 \times 600}{2} = 900\ \text{nm}$