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
步骤 1：确定光程差
光程差是指两束光在相遇点的光程之差。对于薄膜干涉，光程差由薄膜的厚度和折射率决定。由于光在薄膜中传播，其光程为$2n_2e$，其中$n_2$是薄膜的折射率，$e$是薄膜的厚度。
步骤 2：计算相位差
相位差是光程差与波长的比值乘以$2\pi$。因此，相位差为$\frac{2n_2e}{\lambda} \times 2\pi = 4\pi n_2e/\lambda$。
步骤 3：考虑反射光的相位变化
当光从折射率较高的介质反射到折射率较低的介质时，反射光的相位会改变$\pi$。由于光在薄膜的上下表面都发生了反射，且$n_1 > n_2 > n_3$，因此在薄膜的上下表面反射时，反射光的相位都会改变$\pi$。因此，总的相位差为$4\pi n_2e/\lambda + \pi + \pi = 4\pi n_2e/\lambda + 2\pi$。但是，由于题目中没有明确指出需要考虑反射光的相位变化，因此我们只考虑光程差带来的相位差。
光程差是指两束光在相遇点的光程之差。对于薄膜干涉，光程差由薄膜的厚度和折射率决定。由于光在薄膜中传播，其光程为$2n_2e$，其中$n_2$是薄膜的折射率，$e$是薄膜的厚度。
步骤 2：计算相位差
相位差是光程差与波长的比值乘以$2\pi$。因此，相位差为$\frac{2n_2e}{\lambda} \times 2\pi = 4\pi n_2e/\lambda$。
步骤 3：考虑反射光的相位变化
当光从折射率较高的介质反射到折射率较低的介质时，反射光的相位会改变$\pi$。由于光在薄膜的上下表面都发生了反射，且$n_1 > n_2 > n_3$，因此在薄膜的上下表面反射时，反射光的相位都会改变$\pi$。因此，总的相位差为$4\pi n_2e/\lambda + \pi + \pi = 4\pi n_2e/\lambda + 2\pi$。但是，由于题目中没有明确指出需要考虑反射光的相位变化，因此我们只考虑光程差带来的相位差。