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光的干涉计算

很多朋友对于光的干涉计算和不太懂,今天就由小编来为大家分享,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!

明暗条纹位置的确定:

当两列具有相同频率和振动步调的光波叠加时:

(1) 当光线从两条狭缝到屏幕上某一点的距离差为半波长的偶数倍(即波长的整数倍)时,即r=k (n=0 ,1,2,)(/2的偶数倍),此时出现明亮的条纹。

(2) 当光线从两条狭缝到屏幕上某一点的距离差为半波长的奇数倍时,即r=(2k + 1) /2 (n=0, 1, 2,) ,此时出现深色条纹。

注:当两列频率相同、振动步长相反的光波叠加时,产生明暗条纹的位置条件与上述结论正好相反。

光程是指光在介质中传播的几何距离与介质折射率的乘积。

1.皂膜干涉模型

在重力作用下,皂膜形成上薄下厚的形状。当光线照射皂膜表面时(考虑垂直入射),经前后表面反射后叠加,形成光的干涉现象,如图所示。

当某一单色光(真空中波长为)入射到膜厚为d的位置时,正反面反射光的光程差为2,其中n为膜厚的折射率胶片到这种单色光,如图所示。

[实施例1] 将肥皂膜放在酒精灯的火焰前。发现皂膜上有彩色条纹,顶部稀疏,底部密集,如图7所示。推测皂膜的垂直横向截面可能是

( )

图7

一个

C

D

【答案】C

【解说】本题是一道选择题,与生活实际相关,有生活实际情况。图7是人教社2019年版选修必修课本1第90页原图。更好地贯彻教学指导思想,必须重视教材、回归教材。主要考查考生“科学思维”学科素养中的模型构建(薄膜干涉)、科学推理(光程差分析)、提问创新(细条纹上疏下密)等因素。试题涉及薄膜干涉(光程差)的本质。如果考生能够运用波干涉的知识来分析和解决实际问题,就可以掌握条纹间距为

此类问题可以很快得到解决。

【例2】(多选)为了避免过度暴露在光线下,滑雪者会佩戴护目镜。设计师利用薄膜干涉原理,在眼镜表面涂上“减反射涂层”。为了增加相机镜头的透光率,在表面涂上“增透膜”。所选“薄膜”材料的折射率是已知的

光在真空中的速度为c,某种光在真空中的频率为f。以下哪项陈述是正确的?

( )

A、光进入“增透膜”后的频率为

B、光进入“增强反射膜”后的波长为

C、“减反射膜”前后表面反射的光的光程差应等于“减反射膜”中光的波长

D.“抗反射涂层”的厚度优选应为“抗反射涂层”中光的波长

【答】BD

【解说】本题考察薄膜干涉的原理及其应用。它是一个与现实生活相关的模型。光线进入“增透膜”和“增透膜”后,频率保持不变,速度不变

结合波长、波速和频率的关系可以看出,光进入“减反射膜”和“减反射膜”后的波长为

忽略半波损耗,当“膜”前后表面反射的光程差为波长的整数倍时,反射光最强,成为“增强反射膜”。当“薄膜”正反面反射的光程差为半波长的奇数倍时,反射光最弱,透射光最强,成为“反光膜”。反射涂层”。因此,“减反射膜”的厚度最好是“膜”中光的波长

“抗反射涂层”的厚度优选应为“膜”中光的波长

[实施例3](2023·山东卷)图8为干涉式热膨胀仪示意图。 G为标准石英环,C为待测圆柱形样品,C的上表面与上面的标准石英平板之间有裂口状的空气层。如果用单色平行光垂直照射上石英板,就会形成干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数。当温度升高时,下列哪种说法是正确的?

( )

图8

A、裂口空气层厚度变大,条纹向左移动

B、裂隙空气层厚度变小,条纹向左移动

C、裂口空气层厚度变大,条纹向右移动

D、裂口空气层厚度变小,条纹向右移动

【答案】A

【分析】本题是一道与生产、生活情况有关的问题。主要考察尖端干涉的原理及其应用。解决问题的关键是掌握线性裂隙干涉的原理和干涉条纹的特点。相同厚度的空气层对应相同的干涉条纹。当温度升高时,G生长的高度大于C生长的高度,因此裂口空气层的厚度变为如果空气膜大且厚度相同并向尖端移动,则条纹将移动至左边。

【例4】(多选)在一定的生产过程中,将顶角很大的圆锥形玻璃体倒置压在表面平坦的标准板上。剖面如图9所示。单色光从垂直玻璃的上表面射向玻璃体,沿光的入射方向可见明暗交替的干涉条纹,如图10所示。下列说法正确的是?

( )

图9

图10

A、条纹是以顶点为中心的同心圆,且疏密均匀。

B、将入射光由红光改为绿光,条纹间距会变大。

C、干涉的两束光是玻璃体上表面和侧面的反射光

D、若出现图10所示的条纹,则说明玻璃体侧面有隆起。

【答案】AD

【解析】本题考查薄膜干涉的相关知识。解决这个问题的关键是了解薄膜干涉的原理。忽略半波损耗,根据光程差为光半波长的偶数倍,为亮条纹,奇数倍为暗条纹。结合气膜干涉条纹间距的特点,确定干涉条纹的形状以及不同波长光的干涉条纹间距;根据薄膜干涉原理,结合空气膜的位置,判断干涉的两束光是否是来自空气膜上下表面的反射光;最后,根据薄膜干涉产生的条纹特征,分析图10所示条纹出现的原因,它是玻璃体侧面的凸起。

四、反思与总结

虽然试题不断变化,但考试的核心概念和规则仍然相对稳定。一旦了解了干预题的本质和规律,无论测试情况如何变化,都可以根据构建的模型快速完成答案。

用户评论

繁华若梦

哇哦,这篇文章让我对光的干涉有了更深的理解!以前只知道干涉现象,现在终于知道背后的计算原理了,真是受益匪浅!

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你的眸中有星辰

文章写的很清晰,公式推导也很详细,就是感觉有点枯燥,如果能配点图示或者动画就更好了,毕竟光学嘛,视觉效果更直观一点。

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命里缺他

我一直对光的干涉很感兴趣,但是一直没搞懂具体的计算方法,看了这篇文章终于豁然开朗了!感谢作者的分享,让我对光的干涉有了全新的认识!

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断秋风

这篇文章对光的干涉计算介绍得比较全面,但是对于初学者来说,可能有点过于复杂了,建议作者可以增加一些简单易懂的例子,方便理解。

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水波映月

虽然文章内容很专业,但感觉有点缺乏趣味性,如果能加入一些实际应用的例子,比如光的干涉在生活中的应用,应该会更吸引人。

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挽手余生ら

文章的逻辑性很强,一步一步地讲解了光的干涉计算过程,但是感觉有些地方解释得不够透彻,希望能补充一些更详细的说明。

    有14位网友表示赞同!

江山策

对于光学专业的学生来说,这篇文章是一篇非常不错的学习资料,但是对于其他专业的学生来说,可能不太容易理解,建议作者可以针对不同人群进行分类讲解。

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白恍

好久没碰物理了,看到这篇文章,一下子勾起了我对大学物理课的回忆,虽然有些公式已经记不清了,但还是觉得很有意思,感谢作者的分享!

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败类

文章的写作风格很严谨,内容也很丰富,但是感觉有点过于学术化,如果能加入一些轻松幽默的语言,可能会更加吸引读者。

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冷眼旁观i

这篇关于光的干涉计算的文章,内容比较基础,适合初学者入门学习,但是对于有一定基础的读者来说,可能有点过于简单了,建议作者可以增加一些更深入的内容。

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素衣青丝

这篇文章让我对光的干涉现象有了全新的认识,原来光不仅仅是一种波,它还可以干涉,而且干涉现象还可以用数学公式来描述,真是太神奇了!

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?亡梦爱人

读完这篇文章,感觉自己对光的干涉计算有了更深的理解,但是还是有一些疑问,希望作者可以解答一下,比如:…

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我怕疼别碰我伤口

文章的内容很实用,对于学习光学的人来说,是一篇非常有价值的参考文章,但是感觉文章的排版有点乱,希望作者可以改进一下。

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汐颜兮梦ヘ

文章的理论部分讲解得很详细,但是缺乏一些实际的应用案例,如果能结合一些具体的例子,比如:…,应该会更具说服力。

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搞搞嗎妹妹

我对光的干涉计算一直不太理解,看了这篇文章,终于有点眉目了,但是感觉还是有些地方不太懂,希望作者可以再解释一下。

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拥抱

这篇文章的思路清晰,讲解也很细致,但是感觉有点太长了,如果能精简一些,应该会更易于阅读。

    有12位网友表示赞同!

封心锁爱

文章的标题很吸引人,但是文章的内容有点过于专业,希望作者可以考虑针对不同人群进行分类讲解。

    有7位网友表示赞同!

我家的爱豆是怪比i

这篇文章对光的干涉计算进行了详细的讲解,但是感觉有些地方过于抽象,希望作者可以结合一些具体的例子,让读者更容易理解。

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南宫沐风

文章的写作风格很流畅,内容也很丰富,但是感觉有些地方有点啰嗦,希望作者可以精简一些,让文章更简洁明了。

    有9位网友表示赞同!

念初

这篇文章的逻辑性很强,但是感觉有些地方解释得不够透彻,希望作者可以补充一些更详细的说明。

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用户评论

心安i

太厉害了!以前只知道光的干涉现象,没想到还能用来计算东西,这真是科技的魅力呀!

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墨染殇雪

这个光线干涉的原理我好像在哪儿看过,印象里是用来测量的吧? 现在用在计算上感觉很有意思,希望能看到更多应用场景。

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留我一人

作为一名对物理学不太了解的人来说,这篇文章写的有点深奥,希望能有更通俗易懂的解释,让我更容易理解光的干涉计算原理。

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冷落了♂自己·

这种光干涉计算方法是不是会有限制条件?比如需要多么严格的光线环境啊!

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南宫沐风

以前只知道物理实验可以利用光的干涉现象,没想到还能用来进行计算,这真是打开了一个全新的视野!

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病房

这篇文章讲的很有意思,特别是最后提到的未来应用,我觉得光干涉计算在精密测量、材料科学等领域具有巨大潜力!

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该用户已上天

我一直觉得数学和物理学是非常奇妙的学科,两者结合起来能创造出许多让人惊叹的结果。 光干涉计算就是一个很好的例子!

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孤败

光的干涉计算听起来很复杂,我也想了解一下具体的操作步骤是如何进行的啊!

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若他只爱我。

光干涉计算这种方法能不能应用在更广泛领域呢?比如图像处理、数据分析等等?

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惯例

这篇文章让我对光干涉技术的潜力有了更深的认识。期待未来的研究能够将它推向新的高度!

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莫飞霜

感觉像个天文烧脑的问题,不过看标题猜想应该是计算量很大吧!

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一样剩余

这个“光的干涉计算”听起来很厉害啊!能不能用在人工智能领域呢?

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一笑抵千言

我一直觉得光学的应用非常广泛,没想到还有这个干涉计算的功能。学习一下这方面的知识,说不定能派上用场呢!

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冷风谷离殇

以前我对光的相关原理了解不多,现在看到这篇博文才知道原来光的干涉可以用来进行复杂计算,真是太不可思议了!

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青山暮雪

光干涉计算,听起来很高端,但是具体实现方法会不会很难?是否需要专门的仪器和设备呢?

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从此我爱的人都像你

我觉得这篇文章写的比较深奥,对我不了解物理学的背景来说有点吃力,希望能有更多直观的解释。

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红尘滚滚

光干涉计算是不是只有数学家才懂的东西?

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伪心

我曾经在实验中见过光的干涉现象,但现在才知道它还能用来做计算。这真是个令人惊奇的应用!

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