题目
如图所示,波长为的平行单色光垂直入射在折射率为n2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n1 > n2 > n3,则两束反射光在相遇点的位相差为 [ ]A.B.C.D.
如图所示,波长为的平行单色光垂直入射在折射率为n2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n1 > n2 > n3,则两束反射光在相遇点的位相差为 [ ]- A.

- B.

- C.

- D.

题目解答
答案
A. $4\pi {n}_{2}e/\lambda $
解析
本题考查薄膜干涉中的相位差计算,关键在于理解反射光的相位突变和光程差的叠加关系。
- 相位突变规则:当光从光密介质(折射率高)射向光疏介质(折射率低)时,反射光发生$\pi$的相位突变;反之则无突变。
- 光程差计算:两束反射光在薄膜中的传播路径差为$2e$,需乘以薄膜折射率$n_2$得到光程差。
- 总相位差:综合相位突变和光程差的影响,确定最终位相差。
步骤1:分析反射光的相位突变
- 上表面反射(光从$n_1$到$n_2$):因$n_1 > n_2$,反射光发生$\pi$的相位突变。
- 下表面反射(光从$n_2$到$n_3$):因$n_2 > n_3$,反射光也发生$\pi$的相位突变。
- 相位突变差:两束反射光均突变$\pi$,相位突变差为$\pi - \pi = 0$。
步骤2:计算光程差引起的相位差
- 光程差:下表面反射光需穿过薄膜两次,光程为$2n_2e$。
- 相位差:$\frac{2\pi}{\lambda} \cdot 2n_2e = \frac{4\pi n_2 e}{\lambda}$。
步骤3:总相位差
- 综合结果:相位突变差为$0$,光程差相位差为$\frac{4\pi n_2 e}{\lambda}$,总位相差为$\frac{4\pi n_2 e}{\lambda}$。