Question

5．登山運(yùn)動員在登雪山時(shí)要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時(shí)間被紫外線照射，否則將會嚴(yán)重地?fù)p傷視力．有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡．他選用的薄膜材料的折射率為n=1.5，所要消除的紫外線的頻率為f=8.1×10¹⁴Hz．
（1）他設(shè)計(jì)的這種“增反膜”所依據(jù)的原理是兩反射光疊加后加強(qiáng)．
（2）這種“增反膜”的厚度是1.23×10^-7m．
（3）請判斷以下有關(guān)薄膜干涉的說法正確的是AD
A．薄膜干涉說明光具有波動性
B．如果薄膜的厚度不同，產(chǎn)生的干涉條紋一定不平行
C．干涉條紋一定是彩色的
D．利用薄膜干涉也可以“增透”

Answer 1

分析 （1）知道光疊加的原理以及在增反膜中的應(yīng)用；
（2）增反膜的厚度為波長的一半，增透膜的厚度為波長的四分之一；
（3）熟悉光的干涉特點(diǎn)．

解答 解：（1）為了減少進(jìn)入眼睛的紫外線，應(yīng)使入射光分別從該膜的前后兩個(gè)表面反射出來形成的光疊加后加強(qiáng)，
（2）當(dāng)光程差（大小等于薄膜厚度d的2倍）應(yīng)等于光在薄膜中的波長λ′的整數(shù)倍，即2d=Nλ′（N=1，2，…），
因此，膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的$\frac{1}{2}$．
紫外線在真空中的波長是λ=$\frac{c}{γ}$=3.7×10^-7m．在膜中的波長是λ′=$\frac{λ}{n}$=2.47×10^-7m，
當(dāng)膜的厚度為四分之一波長時(shí)，兩反射光疊加后加強(qiáng)，則會“增反”．故膜的厚度至少是1.23×10^-7m．
（3）A、薄膜干涉說明光具有波動性，散射說明光具有粒子性，所以A正確；
B、無論薄膜厚度是否相同，產(chǎn)生的干涉條紋都是平行的，由公式△x=$\frac{l}xvzjxpl$λ知條紋間距不同，所以B錯(cuò)誤；
C、白光的干涉條紋是彩色的，因?yàn)榘坠庥善叻N色光組成，如果用單一顏色的色光照射，則條紋是單一顏色與黑色相間所以C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)膜的厚度為波長的四分之一時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)“增透”，所以D正確．
故答案為：（1）兩反射光疊加后加強(qiáng)；（2）1.23×10^-7m；（3）AD．

點(diǎn)評 本題對光的干涉進(jìn)行了全面考察，一定要深刻理解光的干涉原理，理解增反膜與增透膜的區(qū)別．