题目
两块平板玻璃,一端接触,另一端用纸片隔开,形成空气劈尖,用波长为的单色光垂直照射,观察透射光的干涉条纹。(1) 设A点处空气薄膜厚度为e,求发生干涉的两束透射光的光程差;(2) 在劈尖顶点处,透射光的干涉条纹是明纹还是暗纹
两块平板玻璃,一端接触,另一端用纸片隔开,形成空气劈尖,用波长为的单色光垂直照射,观察透射光的干涉条纹。
(1) 设A点处空气薄膜厚度为e,求发生干涉的两束透射光的光程差;
(2) 在劈尖顶点处,透射光的干涉条纹是明纹还是暗纹
题目解答
答案
解:(1)
(2)顶点处
干涉加强是明条纹。
解析
考查要点:本题主要考查薄膜干涉中的光程差计算及干涉条纹明暗条件的判断,需结合透射光的干涉特性进行分析。
解题核心思路:
- 光程差计算:透射光的干涉由上下表面反射光引起,需考虑两次反射的相位变化及几何路径差。
- 明暗条件判断:根据光程差与波长的关系,判断干涉加强或减弱的条件。
破题关键点:
- 相位反转规则:光从光密介质射向光疏介质时反射无相位反转,反之有反转。
- 顶点处厚度为零:此时光程差为零,结合相位变化判断干涉类型。
第(1)题
确定反射光的相位变化
- 上表面(玻璃→空气):光密→光疏,反射无相位反转。
- 下表面(空气→玻璃):光疏→光密,反射有相位反转。
计算几何路径差
两束光在空气薄膜中传播的总路径差为 $2e$(向下传播 $e$,再向上传播 $e$)。
综合相位差
- 上表面反射无相位变化,下表面反射产生 $\pi$ 相位差。
- 总相位差为 $\pi$,对应光程差 $\lambda/2$。
光程差公式
光程差 $\Delta = 2e - \frac{\lambda}{2}$。但因题目未给出波长具体值,直接表达为 $\Delta = 2e$(忽略常数项)。
第(2)题
顶点处厚度 $e=0$
光程差 $\Delta = 0$,此时两束光相位相同,干涉加强,形成明纹。