题目内容

一般认为激光器发出的是频率为“νn”的单色光,实际上它的频率并不是真正单一的,激光频率νn是它的中心频率,它所包含的频率范围是Δνn (也称频率宽度).让单色光照射到薄膜表面,一部分光从前表面反射回来(这部分光称为甲光),其余的进入薄膜内部,其中的一部分从薄膜后表面反射回来,并从前表面射出(这部分光称为乙光),甲、乙两部分光叠加而发生干涉,称为薄膜干涉.乙光与甲光相比,要多在薄膜中传播一小段时间面Δt.理论和实践都证明,能观察到明显的干涉现象的条件是:Δt的最大值Δtmax与Δνn 的乘积近似等于1,即满足:Δtmax·Δν ≈1,才会观察到明显的稳定的干涉现象.已知某红宝石激光器发出激光频率ν =4.32×1014Hz,它的频率宽度Δν =8.0×199Hz,让这束单色光由空气斜射到折射率为n=的薄膜表面,射入时与薄膜表面成45°角,如图所示.

(1)求从O点射入薄膜中的光线的传播方向及传播速度;

(2)估算在图中的情景下,能观察到明显稳定干涉现象的薄膜的最大厚度dmax.

 

答案:见详解
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sini=nsinr,故得r=arcsin()=arcsin=arcsin=30°.

光在薄膜中传播的速率为

v=c/n=2.12-×108m/s.

(2)乙光通过薄膜经过的路程

s=  ①

乙光通过薄膜所用的时间

Δt==  ②

当Δt取最大值Δtm时,对应薄膜的厚度最大,又因为Δtm·Δn=1,

则由②式,得

≈

所以dm≈=1.15×10-2m.

 


提示:


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