题目
波长为 l 的平行单色光垂直入射在折射率为 n 2 的薄膜上,经上下两个表面反射的两束光发生干涉.若薄膜厚度为 e ,而且 n 1 > n 2 > n 3 ,则两束反射光在相遇点的相位差为A. 4 π n 2 e / λB. 2 π n 2 e / λC. (4 π n 2 e / λ )+ πD. (2 π n 2 e / λ )- π
波长为 l 的平行单色光垂直入射在折射率为 n 2 的薄膜上,经上下两个表面反射的两束光发生干涉.若薄膜厚度为 e ,而且 n 1 > n 2 > n 3 ,则两束反射光在相遇点的相位差为
A. 4 π n 2 e / λ
B. 2 π n 2 e / λ
C. (4 π n 2 e / λ )+ π
D. (2 π n 2 e / λ )- π
题目解答
答案
A. 4 π n 2 e / λ
解析
本题考查薄膜干涉中的相位差计算,核心在于理解反射光的相位突变和光程差的影响。关键点如下:
- 相位突变规则:光从光密介质射向光疏介质时,反射光发生$\pi$的相位突变;反之则无。
- 光程差计算:下表面反射光需穿过薄膜两次,光程为$2n_2e$,对应相位差$\frac{4\pi n_2 e}{\lambda}$。
- 相位突变抵消:两束反射光均发生$\pi$相位突变,总相位差仅由光程差决定。
步骤1:分析相位突变
- 上表面反射:光从$n_1$(光密)射向$n_2$(光疏),发生$\pi$相位突变。
- 下表面反射:光从$n_2$(光密)射向$n_3$(光疏),同样发生$\pi$相位突变。
- 总相位突变差:两束光均突变$\pi$,相位差为$\pi - \pi = 0$。
步骤2:计算光程差
- 下表面反射光的光程为$2n_2e$,对应相位差:
$\Delta \phi = \frac{2\pi}{\lambda} \cdot 2n_2e = \frac{4\pi n_2 e}{\lambda}.$
步骤3:综合相位差
- 总相位差为光程差与相位突变差之和:
$\Delta \phi_{\text{总}} = \frac{4\pi n_2 e}{\lambda} + 0 = \frac{4\pi n_2 e}{\lambda}.$