『壹』 在双缝干涉实验中,若在上缝插入一折射率为,厚度为e的透明介质薄片,如图8-6,写出两相干光到达屏上
插入一个介质,可以理解为原本折射率为1的空气介质被折射率为n的介质替换了,会产生额外(n-1)e的光程差。
『贰』 当一透明塑料薄膜置于杨氏双缝干涉装置的某一狭缝后,对应于白光条纹系的中心亮条纹发生了4.5个条纹的位移
增加的光程差为4.5*550nm=2475nm
另一方面,增加的光程差还可以这样计算:(n-1)L, L是薄膜厚度,两者计算结果应是相同的,故
(n-1)L=2475, 所以L=2475/(1.48-1)=5156.25nm.
第二个问题是类似的,当L=1.0mm=1000000nm时,增加的光程差是(1.48-1)*1000000=480000nm
可以看到移动的条纹数为480000/550=873。从理论上讲,应看到873个白光条纹移动,但实际这几乎是不可能的,原因很简单,薄膜太厚,这样的线度,不应该用光学方法测量厚度,用千分尺或游标卡尺就可以了。需用光学方法测量的厚度,其厚度要很薄,在其它工具已经无法测量的情况下才用,一般来说,厚度要可以和光波波长相比。
『叁』 在杨氏双缝实验中,如果其中的一条缝用一块透明玻璃遮住,对实验结果有什么影响
一条缝处遮盖一块薄玻璃片后,通过这条缝隙的光在玻璃上的波长比在空气中的短了(因为波长=波速*频率,频率不变,速度变小)。
如果没有玻璃,屏幕上中间的那一条亮条纹是光程差为零的地方,现在下面那条缝的光程变短了,所以要上移,使下面的光程变长一点,上面的光程变短一点,才能得到光程差为零的点,所以上移。
微观物体可以同时通过两条路径或通过其中任意一条路径,从初始点抵达最终点。这两条路径的程差促使描述微观物体物理行为的量子态发生相移,因此产生干涉现象。另一种常见的双路径实验是马赫-曾德尔干涉仪实验。
(3)在双缝干涉实验装置中用一块透明扩展阅读:
假若光束是由经典粒子组成,将光束照射于一条狭缝,通过狭缝后,冲击于探测屏,则在探射屏应该会观察到对应于狭缝尺寸与形状的图样。
假设实际进行这单缝实验,探测屏会显示出衍射图样,光束会被展开,狭缝越狭窄,则展开角度越大。在探测屏会显示出,在中央区域有一块比较明亮的光带,旁边衬托著两块比较暗淡的光带。
从决定是否探测双缝实验的路径,他可以决定哪种性质成为物理实在。假若他选择不装置探测器,则干涉图样会成为物理实在;假若他选择装置探测器,则路径信息会成为物理实在。然而,更重要地,对于成为物理实在的世界里的任何特定元素,观察者不具有任何影响。
具体而言,虽然他能够选择探测路径信息,他并无法改变光子通过的狭缝是左狭缝还是右狭缝,他只能从实验数据得知这结果。类似地,虽然他可以选择观察干涉图样,他并无法操控粒子会冲击到探测屏的哪个位置。两种结果都是完全随机的。