Question

1801年，托馬斯?楊用雙縫干涉實驗研究了光波的性質(zhì)．1834年，洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實驗）
（1）洛埃鏡實驗的基本裝置如圖所示，S為單色光源，M為一平面鏡．試用平面鏡成像作圖法在答題卡上畫出S經(jīng)平面鏡反射后的光與直接發(fā)出的光在光屏上相交的區(qū)域．
（2）設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和L，光的波長為λ，在光屏上形成干涉條紋．寫出相鄰兩條亮紋（或暗紋）間距離△x的表達式．

Answer 1

分析：（1）利用平面鏡成像的特點確定像點和反射光線所能到達的極限區(qū)域是本題的突破口．
（2）光源直接發(fā)出的光和經(jīng)平面鏡反射發(fā)出的光是相干光，反射光相當于直接從像點發(fā)出的光，故光源S和像點S^′相當于雙縫干涉的雙縫，那么S到光屏的垂直距離相當于雙縫屏到光屏的距離，再根據(jù)雙縫干涉的相鄰條紋之間的距離公式△x=

L

d

λ求解即可．

解答： 解：（1）①根據(jù)對稱性作出光源S在平面鏡中所成的像S^′．②連接平面鏡的最左端和光源，即為最左端的入射光線，連接平面鏡的最左端和像點S^′，并延長交光屏于一點，該點即為反射光線到達的光屏的最上端；同理連接平面鏡的最右端和像點S^′，即可找到反射光線所能到達的平面鏡的最下端．故經(jīng)平面鏡反射后的光與直接發(fā)出的光在光屏上相交的區(qū)域如圖所示．
（2）從光源直接發(fā)出的光和被平面鏡反射的光實際上是同一列光，故是相干光，該干涉現(xiàn)象可以看做雙縫干涉，所以SS^′之間的距離為d，而光源S到光屏的距離看以看做雙孔屏到像屏距離L，根據(jù)雙縫干涉的相鄰條紋之間的距離公式△x=

L

d

λ因為d=2a，所以相鄰兩條亮紋（或暗紋）間距離△x=

L

2a

λ．

點評：理解了該實驗的原理即可順利解決此題，故在學(xué)習(xí)過程中要深入理解各個物理現(xiàn)象產(chǎn)生的機理是什么．