EJU 2008 年第 1 回 物理 第 13 题

考点
光的干涉与衍射
领域
波动
难度
中等
标准答案
④

解析摘要

标准解析

先数反射相变再选膜厚

空气到薄膜是低折射率到高折射率,顶面反射光相位改变π;薄膜到玻璃因nc>ng是高到低,底面反射无这一相变。因此两束反射光在反射本身已经相差π。

底面反射光在膜内多走一个往返,光程差为2ncd,对应传播相位差 4πncd/λ4\pi n_cd/\lambda。要使总相位仍为奇数π、两束减弱,传播相位必须为2π的整数倍:2ncd=mλ2n_cd=m\lambda。

最小正膜厚取m=1,得到 d=λ/(2nc)d=\lambda/(2n_c)。d=0不是实际涂层的正厚度,不作为本题最小膜厚。

不能直接套四分之一波长膜。若取λ/(4nc),往返传播再增加π,与原有反射相差相加为2π,反而同相。题目只要求相互减弱,振幅未必相等,因此相消相位条件不等于保证反射强度完全为零。折射率排序决定了这题的关键差别。

空气波长λ与膜内波长λ/nc要分清,光程差2ncd是把实际往返距离换算为空气中的等效路径。若直接写2d=λ,会忽略折射率导致传播相位不同。最终厚度随nc增大而减小,符合膜内波长缩短的趋势。

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