『壹』 在雙縫干涉實驗中,若在上縫插入一折射率為,厚度為e的透明介質薄片,如圖8-6,寫出兩相干光到達屏上
插入一個介質,可以理解為原本折射率為1的空氣介質被折射率為n的介質替換了,會產生額外(n-1)e的光程差。
『貳』 當一透明塑料薄膜置於楊氏雙縫干涉裝置的某一狹縫後,對應於白光條紋系的中心亮條紋發生了4.5個條紋的位移
增加的光程差為4.5*550nm=2475nm
另一方面,增加的光程差還可以這樣計算:(n-1)L, L是薄膜厚度,兩者計算結果應是相同的,故
(n-1)L=2475, 所以L=2475/(1.48-1)=5156.25nm.
第二個問題是類似的,當L=1.0mm=1000000nm時,增加的光程差是(1.48-1)*1000000=480000nm
可以看到移動的條紋數為480000/550=873。從理論上講,應看到873個白光條紋移動,但實際這幾乎是不可能的,原因很簡單,薄膜太厚,這樣的線度,不應該用光學方法測量厚度,用千分尺或游標卡尺就可以了。需用光學方法測量的厚度,其厚度要很薄,在其它工具已經無法測量的情況下才用,一般來說,厚度要可以和光波波長相比。
『叄』 在楊氏雙縫實驗中,如果其中的一條縫用一塊透明玻璃遮住,對實驗結果有什麼影響
一條縫處遮蓋一塊薄玻璃片後,通過這條縫隙的光在玻璃上的波長比在空氣中的短了(因為波長=波速*頻率,頻率不變,速度變小)。
如果沒有玻璃,屏幕上中間的那一條亮條紋是光程差為零的地方,現在下面那條縫的光程變短了,所以要上移,使下面的光程變長一點,上面的光程變短一點,才能得到光程差為零的點,所以上移。
微觀物體可以同時通過兩條路徑或通過其中任意一條路徑,從初始點抵達最終點。這兩條路徑的程差促使描述微觀物體物理行為的量子態發生相移,因此產生干涉現象。另一種常見的雙路徑實驗是馬赫-曾德爾干涉儀實驗。
(3)在雙縫干涉實驗裝置中用一塊透明擴展閱讀:
假若光束是由經典粒子組成,將光束照射於一條狹縫,通過狹縫後,沖擊於探測屏,則在探射屏應該會觀察到對應於狹縫尺寸與形狀的圖樣。
假設實際進行這單縫實驗,探測屏會顯示出衍射圖樣,光束會被展開,狹縫越狹窄,則展開角度越大。在探測屏會顯示出,在中央區域有一塊比較明亮的光帶,旁邊襯托著兩塊比較暗淡的光帶。
從決定是否探測雙縫實驗的路徑,他可以決定哪種性質成為物理實在。假若他選擇不裝置探測器,則干涉圖樣會成為物理實在;假若他選擇裝置探測器,則路徑信息會成為物理實在。然而,更重要地,對於成為物理實在的世界裡的任何特定元素,觀察者不具有任何影響。
具體而言,雖然他能夠選擇探測路徑信息,他並無法改變光子通過的狹縫是左狹縫還是右狹縫,他只能從實驗數據得知這結果。類似地,雖然他可以選擇觀察干涉圖樣,他並無法操控粒子會沖擊到探測屏的哪個位置。兩種結果都是完全隨機的。