题目
两块平板玻璃构成空气劈形膜,左边为棱边,用单色平行光垂直入射。若两平板玻璃的夹角稍稍减小,可观测到干涉条纹的[]A. 间隔变小,并向棱边方向平移B. 间隔变大,并向远离棱边方向平移C. 间隔不变,向棱边方向平移D. 间隔变小,并向远离棱边方向平移
两块平板玻璃构成空气劈形膜,左边为棱边,用单色平行光垂直入射。若两平板玻璃的夹角稍稍减小,可观测到干涉条纹的[]
A. 间隔变小,并向棱边方向平移
B. 间隔变大,并向远离棱边方向平移
C. 间隔不变,向棱边方向平移
D. 间隔变小,并向远离棱边方向平移
题目解答
答案
B. 间隔变大,并向远离棱边方向平移
解析
考查要点:本题主要考查空气劈形膜干涉条纹的变化规律,涉及薄膜干涉的基本原理及几何参数对条纹分布的影响。
解题核心思路:
- 明确干涉条纹的形成条件:空气劈形膜的厚度变化导致光程差变化,形成明暗相间的条纹。
- 分析夹角变化对条纹间隔的影响:条纹间隔与夹角θ成反比,夹角减小,间隔变大。
- 判断条纹移动方向:夹角减小后,厚度变化变缓,相同光程差对应的位移增大,条纹整体向远离棱边方向移动。
破题关键点:
- 公式关联:条纹间隔公式 $\Delta x = \frac{\lambda}{2\theta}$,直接体现夹角θ与间隔的关系。
- 物理图像:夹角减小使劈形“更平缓”,条纹需向更远位置展开以满足光程差条件。
干涉条纹间隔的变化
空气劈形膜的条纹间隔公式为:
$\Delta x = \frac{\lambda}{2\theta}$
当夹角θ减小,分母变小,$\Delta x$ 增大,因此条纹间隔变大。
条纹移动方向
原条纹位置由厚度$h = \theta x$决定。夹角减小后,相同厚度对应的$x$需增大($x = \frac{h}{\theta}$)。因此,原条纹位置需向远离棱边方向移动才能满足新的厚度条件。
结论:条纹间隔变大,整体向远离棱边方向平移。