题目
在双缝干涉实验中,波长λ=550 nm的单色平行光垂直入射到缝间距a=2×10-4 m的双缝上,屏到双缝的距离D=2 m。求: (1) 中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距; (2) 用一厚度为e=6.6×10-6 m、折射率为n=1.58的玻璃片覆盖一缝后,零级明纹将移到原来的第几级明纹处?(1 nm = 10-9 m)
在双缝干涉实验中,波长λ=550 nm的单色平行光垂直入射到缝间距a=2×10-4 m的双缝上,屏到双缝的距离D=2 m。求: (1) 中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距; (2) 用一厚度为e=6.6×10-6 m、折射率为n=1.58的玻璃片覆盖一缝后,零级明纹将移到原来的第几级明纹处?(1 nm = 10-9 m)
题目解答
答案
解:(1) d=20 Dλ/ a=0.11 m------------------------4分 (2) 覆盖云玻璃后,零级明纹应满足:(n-1)e+r1=r2 -----------2分 设不盖玻璃片时,此点为第k级明纹,则应有:r2-r1=kλ ------2分 所以: (n-1)e = kλ k=(n-1) e / λ=6.96≈7 零级明纹移到原第7级明纹处------------------------------------2分
解析
步骤 1:计算中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距
在双缝干涉实验中,第k级明纹中心的间距d可以用公式d = kλD/a计算,其中k是级数,λ是波长,D是屏到双缝的距离,a是缝间距。对于第10级明纹,k=10,λ=550 nm,D=2 m,a=2×10^-4 m。将这些值代入公式中,可以计算出中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距。
步骤 2:计算覆盖玻璃片后零级明纹的移动
当用一厚度为e、折射率为n的玻璃片覆盖一缝后,零级明纹的位置会发生变化。零级明纹应满足的条件是:(n-1)e + r1 = r2,其中r1和r2分别是未覆盖玻璃片时的光程差。设不盖玻璃片时,此点为第k级明纹,则应有r2 - r1 = kλ。将这些条件代入,可以计算出零级明纹将移到原来的第几级明纹处。
在双缝干涉实验中,第k级明纹中心的间距d可以用公式d = kλD/a计算,其中k是级数,λ是波长,D是屏到双缝的距离,a是缝间距。对于第10级明纹,k=10,λ=550 nm,D=2 m,a=2×10^-4 m。将这些值代入公式中,可以计算出中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距。
步骤 2:计算覆盖玻璃片后零级明纹的移动
当用一厚度为e、折射率为n的玻璃片覆盖一缝后,零级明纹的位置会发生变化。零级明纹应满足的条件是:(n-1)e + r1 = r2,其中r1和r2分别是未覆盖玻璃片时的光程差。设不盖玻璃片时,此点为第k级明纹,则应有r2 - r1 = kλ。将这些条件代入,可以计算出零级明纹将移到原来的第几级明纹处。