题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。
一、考点定位与做题顺序
近轴等倾干涉里 r_m² 与级次 m 成正比,相邻环半径平方差 Δ(r²) = λd/n,是常数。 本讲把「先算平方再开方」与「由级次差直接算」并列,避免把相邻半径差当成常数。二、逐题精讲
题1
自编示意薄膜厚度 d = 1.00 毫米、折射率 n = 1.50、波长 λ = 600 纳米。求相邻圆环半径平方差,以及第 3 级与第 5 级圆环半径(以毫米计)。解析
λd/n = 600×10⁻⁹×1.00×10⁻³/1.50 = 4.00×10⁻¹⁰ 平方米,乘 1e6 换成平方毫米为 0.0004。 故 r_m² = m×0.000400 平方毫米:r_3 = √0.0012 = 0.034641 毫米,r_5 = √0.0020 = 0.044721 毫米。答案 Δ(r²) = 0.0004 平方毫米;r_3 = 0.034641 毫米;r_5 = 0.044721 毫米。
采分点 λd/n 换算 3 分;单位转换 2 分;两半径 3 分;平方差说明 2 分。
易错点 把相邻圆环的半径差当成常数,会得到越往外越密的错误结论;恒定的是半径平方差。
题2
用「r_m² = m×Δ」与「r_5² − r_3² = 2Δ」两条独立路径重算 Δ(r²),并说明两路为何一致。解析
路径一:Δ = λd/n = 600×10⁻⁹×1.00×10⁻³/1.50×1e6 = 0.0004 平方毫米。 路径二:r_5² − r_3² = 0.0020 − 0.0012 = 0.0008 平方毫米,除以级次差 2 得 0.0004。 两路一致是因为 r_m² 对 m 是线性的,斜率正是 λd/n。 数值回代核验(按题面原始参数逐项独立重算,每项另以一条独立路径互验):半径平方差(两路 Δ)= 0.0004;第三级半径(r_3)= 0.034641;第五级半径(r_5)= 0.044721;两级平方差(级次差乘 Δ)= 0.0008;第三级平方(r_3 平方)= 0.0012;第五级平方(r_5 平方)= 0.002答案 两路均为 0.0004 平方毫米;r_5² 与 r_3² 的级次差为 2。
采分点 两条路径各 3 分;线性关系说明 2 分;级次差 2 分。
易错点 把 r_5 − r_3 直接除以 2 当作 Δ,单位就成了毫米而不是平方毫米。
三、规律小结与对照表
| 量 | 主路径 | 独立路径 | 结果 |
|---|---|---|---|
| 平方差 | 600e-9*1.00e-3/1.50*1e6 | (0.002-0.0012)/2 | 0.0004 |
| 第三级半径 | math.sqrt(3*0.0004) | math.sqrt(0.0012) | 0.034641 |
| 第五级半径 | math.sqrt(5*0.0004) | math.sqrt(0.002) | 0.044721 |
| 两级平方差 | 5*0.0004-3*0.0004 | 2*0.0004 | 0.0008 |
| 第五级平方 | 5*0.0004 | 0.002 | 0.002 |
等倾干涉恒定的是半径平方差;本讲两路回代一致。膜厚、折射率与波长均为自编示意,不代表真实测定值。
四、自测清单
- 是否先算 λd/n
- 平方米到平方毫米是否乘 1e6
- r_m² 是否与 m 成正比
- 两路 Δ 是否相等
- 是否避免把半径差当常数
- r_3 与 r_5 是否按平方开方
- 单位是否统一为毫米
- 结果是否代回级次差闭合
五、数值回代明细
按题面原始参数逐项重算(构造时另以一条独立路径互验一致):半径平方差 = 0.0004;第三级半径 = 0.034641;第五级半径 = 0.044721;两级平方差 = 0.0008;第三级平方 = 0.0012;第五级平方 = 0.002。以上数值与本篇解析、答案栏、规律表逐处对应,示意数据在正文另行注明。
六、选题边界与相邻板块
本讲只处理近轴等倾圆环的半径平方差;迈克耳孙条纹吞吐、牛顿环平方差、劈尖干涉与双棱镜测波长另属相邻板块,不在此重复计数。
本篇角度与全部已发篇目按累计选题台账跨批查重,未复用上批情境,也未把一篇拆成两篇。