一个关于劈尖干涉模糊不清的问题

许瀚尹 赵承良 李成金

(苏州大学物理与光电·能源学部，江苏 苏州 215006)

一个关于劈尖干涉模糊不清的问题

许瀚尹 赵承良 李成金

(苏州大学物理与光电·能源学部，江苏 苏州 215006)

关于劈尖干涉的问题表述中经常出现“一定范围内可看到若干条明(或暗)条纹”，然而这些条纹是否完整，这个区域的边界处对应条纹的什么位置常常不是很明确，这给问题解答带来一定的不确定性。本文通过一个常见题目指出了存在的问题，并给出这类题目表述中应该注意的问题。

劈尖干涉;条纹宽度;问题表述

1 问题的提出

在《物理光学(3版)》[1]中有一道习题，“用等厚干涉条纹测一玻璃光楔的楔角时，在长达1cm的范围内共有3条亮条纹。玻璃折射率n=1.52，所用单色光波长λ=600nm。问此光楔的楔角是多少？”。在劈尖干涉中这是一类常见的题目。其解法也很简单，但是仔细思考，其中还是有点含糊不清的问题——“1cm的范围内共有3条亮条纹”的确切含义是什么？

2 题目的通常解法及存在的问题

上述问题通常的解法如下：

玻璃光楔上、下表面反射光线的光程差为

两个相邻的亮纹厚度差为

其中l是条纹宽度(或相邻条纹间距)，α为劈尖角度。

因为1cm的范围内有3条亮纹，可得：

仔细思考上述解法是有问题的，即如何理解“1cm的范围内共有3条亮条纹”？对于这句话可以做出如下的3种理解(图1～图3)。

图 1

图 2

图 3

原题的解法应指图1情形，即在1cm内刚好有3条完整的亮纹和3条完整的暗纹。

对于图3情形，即在1cm内有3条完整的亮纹和

显然，这3种理解方式不同，结果完全不同。

3 总结

由此可见，这类题目的表述存在不妥。就本文讨论的题目，建议用如下类似的表述：即“在1cm的范围内刚好有3条完整的亮纹和3条完整的暗纹”，这样便不容易产生歧义。笔者翻阅了很多光学教材，无论是例题还是习题均存在类似的问题。例如华东师大版的《光学》[2]也有一道这样的习题。所以，笔者建议类似的题目表述应尽量清晰些，或配上相应的示意图。

[1] 游璞,于国萍.光学[M].北京：高等教育出版社,2006.

[2] 宣桂鑫.光学[M].2版.上海：华东师范大学出版社,2006.

[3] 过详龙,董慎行,晏世雷.基础物理学(下册)[M].2版.苏州：苏州大学出版社，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

赵承良，副教授，从事激光光束变换的理论和实验研究,zhaochengliang@sudaedu.cn;李成金，教授，从事普通物理教学研究,lichengjin@suda.edu.cn。

许瀚尹,赵承良,李成金. 一个关于劈尖干涉模糊不清的问题[J]. 物理与工程，2017，27(1)：71-72.