(14分)一般认为激光器发出的是频率为ν的“单色光”．实际上它的频率并不是真正单一的．激光频率ν是它的中心频率，它所包含的频率范围是Δν(也称频率宽度)．如图所

题文

(14分)一般认为激光器发出的是频率为ν的“单色光”．实际上它的频率并不是真正单一的．激光频率ν是它的中心频率，它所包含的频率范围是Δν(也称频率宽度)．如图所示，让单色光照射到薄膜表面a，一部分光从前表面反射回来(这部分光称为甲光)，其余的光进入薄膜内部，其中的一小部分光从薄膜后表面b反射回来，再从前表面折射出(这部分光称为乙光)，甲、乙这两部分光相遇叠加而发生干涉，称为薄膜干涉，乙光与甲光相比，要在薄膜中多传播一小段时间Δt.理论和实践都证明，能观察到明显稳定的干涉现象的条件是：Δt的最大值Δt_m与Δν的乘积近似等于1，即只有满足Δt_m·Δν≈1才会观察到明显稳定的干涉现象．
已知某红宝石激光器发出的激光频率ν＝4.32×10¹⁴ Hz，它的频率宽度Δν＝8.0×10⁹ Hz.让这束激光由空气斜射到折射率n＝

的薄膜表面，入射时与薄膜表面成45°角，如图所示．



(1)求从O点射入薄膜中的光的传播方向及速率．
(2)估算在如图所示的情况下，能观察到明显稳定干涉现象的薄膜的最大厚度d_m.

题型：未知 难度：其他题型

答案

(1)折射角为30°，速度大小为2.12×10⁸ m/s   (2)1.15×10^－2 m

点击查看双缝干涉知识点讲解,巩固学习

解析

(1)设从O点射入薄膜中的光线的折射角为r，根据折射定律有：n＝

，即sin r＝

＝

，
所以r＝30°.
光在薄膜中的传播速度
v＝c/n≈2.12×10⁸ m/s.
(2)乙光在薄膜中经历的路程x＝


乙光通过薄膜所用时间
Δt＝

＝


当Δt取最大值Δt_m时，
对应的薄膜厚度最大，
又因Δt_m·Δν≈1，所以

≈

.
解得：d_m≈1.15×10^{－2 m.}

考点

据考高分专家说，试题“(14分)一般认为激光器发出的是频率为ν.....”主要考查你对 [双缝干涉 ]考点的理解。

双缝干涉

光的干涉：
1.定义：在两列光波的叠加区域，某些区域的光被加强，出现亮纹，某些区域的光被减弱，出现暗纹，且加强区域和减弱区域互相间隔的现象叫做光的干涉现象
2.发生干涉的条件：两列光的频率相同、相位差恒定和振动方向相同
能发生干涉的两列波称为相干波。如果两个光源发出的光能够发生干涉，这样的两个光源称为相十光源，相干光源可将同一束光分成两列光而获得
3.明暗条纹的条件：亮纹：


暗纹：

双缝干涉：

①中央为亮纹，两侧是明、暗相间的条纹，且亮纹与亮纹间、暗纹与暗纹问的距离相等。
②相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离
①中央为亮纹，两侧是明、暗相间的条纹，且亮纹与亮纹间、暗纹与暗纹问的距离相等。
②相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离
，其中d为两缝问的距离，L为缝到屏的距离，λ为光的波长。此式表明，相同装置，波长越长，干涉条纹越宽。
③若用白光做实验，则中央亮纹为白色，两侧出现彩色条纹。彩色条纹显示了不同颜色光的于涉条纹间距是不同的

双孔干涉：

中央是一条直亮条纹，两侧是明暗相间的条纹，形状为焦点相同的双曲线，两焦点连线与双孔连线平行