题目
在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n,厚度为d的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了( )。A. 2(n-1)dB. 2ndC. 2(n-1)d+λ/2D. nd
在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n,厚度为d的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了( )。
A. 2(n-1)d
B. 2nd
C. 2(n-1)d+λ/2
D. nd
题目解答
答案
A. 2(n-1)d
解析
考查要点:本题主要考查光程的概念及其在介质中的变化计算,涉及迈克耳孙干涉仪的工作原理。
解题核心思路:
- 光程定义:光程 = 折射率 × 几何路程。
- 路径往返效应:在干涉仪中,光需经过介质两次(去程和返程),需计算总光程差。
- 对比原光路:原光路中为空气(折射率 $n=1$),放入介质后需计算光程增量。
破题关键点:
- 单次光程差:介质光程 $n \cdot d$ 减去原光程 $1 \cdot d$,即 $(n-1)d$。
- 往返总差:单次差值需乘以 2,最终总光程改变量为 $2(n-1)d$。
光程变化的计算步骤:
-
原光路光程:
未放入介质时,光在空气中传播厚度 $d$,光程为 $1 \cdot d = d$。 -
放入介质后的光程:
光在介质中传播厚度 $d$,光程为 $n \cdot d$。 -
单次光程差:
光程增量为 $n \cdot d - 1 \cdot d = (n-1)d$。 -
往返总光程差:
迈克耳孙干涉仪中光需往返传播,因此总增量为 $2 \cdot (n-1)d$。
选项分析:
- A. $2(n-1)d$:正确,符合往返总增量计算。
- B. $2nd$:错误,未扣除原光程 $d$。
- C. $2(n-1)d + \lambda/2$:错误,题目未涉及相位突变(如反射引起的半波损失)。
- D. $nd$:错误,仅计算单程增量且未扣除原光程。