一個(gè)關(guān)于劈尖干涉模糊不清的問題

許瀚尹 趙承良 李成金

(蘇州大學(xué)物理與光電·能源學(xué)部，江蘇 蘇州 215006)

一個(gè)關(guān)于劈尖干涉模糊不清的問題

許瀚尹 趙承良 李成金

(蘇州大學(xué)物理與光電·能源學(xué)部，江蘇 蘇州 215006)

關(guān)于劈尖干涉的問題表述中經(jīng)常出現(xiàn)“一定范圍內(nèi)可看到若干條明(或暗)條紋”，然而這些條紋是否完整，這個(gè)區(qū)域的邊界處對應(yīng)條紋的什么位置常常不是很明確，這給問題解答帶來一定的不確定性。本文通過一個(gè)常見題目指出了存在的問題，并給出這類題目表述中應(yīng)該注意的問題。

劈尖干涉;條紋寬度;問題表述

1 問題的提出

在《物理光學(xué)(3版)》[1]中有一道習(xí)題，“用等厚干涉條紋測一玻璃光楔的楔角時(shí)，在長達(dá)1cm的范圍內(nèi)共有3條亮條紋。玻璃折射率n=1.52，所用單色光波長λ=600nm。問此光楔的楔角是多少？”。在劈尖干涉中這是一類常見的題目。其解法也很簡單，但是仔細(xì)思考，其中還是有點(diǎn)含糊不清的問題——“1cm的范圍內(nèi)共有3條亮條紋”的確切含義是什么？

2 題目的通常解法及存在的問題

上述問題通常的解法如下：

玻璃光楔上、下表面反射光線的光程差為

兩個(gè)相鄰的亮紋厚度差為

其中l(wèi)是條紋寬度(或相鄰條紋間距)，α為劈尖角度。

因?yàn)?cm的范圍內(nèi)有3條亮紋，可得：

仔細(xì)思考上述解法是有問題的，即如何理解“1cm的范圍內(nèi)共有3條亮條紋”？對于這句話可以做出如下的3種理解(圖1～圖3)。

圖 1

圖 2

圖 3

原題的解法應(yīng)指圖1情形，即在1cm內(nèi)剛好有3條完整的亮紋和3條完整的暗紋。

對于圖3情形，即在1cm內(nèi)有3條完整的亮紋和

顯然，這3種理解方式不同，結(jié)果完全不同。

3 總結(jié)

由此可見，這類題目的表述存在不妥。就本文討論的題目，建議用如下類似的表述：即“在1cm的范圍內(nèi)剛好有3條完整的亮紋和3條完整的暗紋”，這樣便不容易產(chǎn)生歧義。筆者翻閱了很多光學(xué)教材，無論是例題還是習(xí)題均存在類似的問題。例如華東師大版的《光學(xué)》[2]也有一道這樣的習(xí)題。所以，筆者建議類似的題目表述應(yīng)盡量清晰些，或配上相應(yīng)的示意圖。

[1] 游璞,于國萍.光學(xué)[M].北京：高等教育出版社,2006.

[2] 宣桂鑫.光學(xué)[M].2版.上海：華東師范大學(xué)出版社,2006.

[3] 過詳龍,董慎行,晏世雷.基礎(chǔ)物理學(xué)(下冊)[M].2版.蘇州：蘇州大學(xué)出版社，2003.

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AN EASY CONFUSED PROBLEM ON INTERFERENCE IN WEDGE-SHAPED FILM

Xu Hanyin Zhao Chengliang Li Chengjin

(College of Physics, Optoelectronics and Energy of Soochow University, Suzhou Jiangsu 215006)

Some statements on interference in wedge-shaped film are often confused easy, for example, “we can see a number of bright(or dark) stripes within a certain range.” However, It is not indicated clearly that the stripes are complete or not and where the boundaries of the area are located. These bring some uncertainty when solving the problems. This paper points out the existing problems through a common example, and gives the attention on the statements of this kind of problems.

interference in wedge-shaped film; width of stripes; statements of problems

2016-04-18；

2016-05-24

趙承良，副教授，從事激光光束變換的理論和實(shí)驗(yàn)研究,zhaochengliang@sudaedu.cn;李成金，教授，從事普通物理教學(xué)研究,lichengjin@suda.edu.cn。

許瀚尹,趙承良,李成金. 一個(gè)關(guān)于劈尖干涉模糊不清的問題[J]. 物理與工程，2017，27(1)：71-72.