Òptica

Interferència en pel·lícula prima

Les reflexions de les dues superfícies d'una pel·lícula prima interfereixen; 2nt = (m+½)λ tria el color reflectit brillant (colors de bombolla de sabó).

Interferència en pel·lícula prima — simulació interactiva de Òptica. Les reflexions de les dues superfícies d'una pel·lícula prima interfereixen; 2nt = (m+½)λ tria el color reflectit brillant (colors de bombolla de sabó). Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.

Interferència en pel·lícula prima

Les reflexions de les dues superfícies d'una pel·lícula prima interfereixen; 2nt = (m+½)λ tria el color reflectit brillant (colors de bombolla de sabó).

Les reflexions de les superfícies superior i inferior de la pel·lícula interfereixen. Es pot produir un salt de fase π en reflectir-se des d'un medi més dens. El gruix i la longitud d'ona trien quins colors es reflecteixen constructivament: la iridescència de les bombolles de sabó i les taques d'oli.

• 2nt = (m+½)λ
• Colors de pel·lícula de sabó

Resum de la investigació

Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori

El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.

Pregunta conductora

La llum reflectida per totes dues superfícies d'una pel·lícula prima transparent (com una bombolla de sabó) interfereix, produint reflexió brillant o fosca segons el gruix de la pel·lícula. Desplaça sempre una pel·lícula més gruixuda quin «ordre» d'interferència produeix reflexió brillant?

Prediccions a valorar

• Sí: l'ordre d'interferència per a reflexió brillant escala directament amb el gruix de la pel·lícula (en unitats de la longitud d'ona dins la pel·lícula).
• No: el gruix de la pel·lícula no afecta quin ordre és brillant.
• El gruix només afecta el color, no un «ordre» numèric.

Rols de les variables

El que tu defines:

• Gruix de la pel·lícula t (nm)

El que tu mesures:

• Ordre de reflexió brillant m

Com funciona la investigació

1. Obre el predefinit «Interferència en pel·lícula prima» i prem Restableix. La pel·lícula té índex n = 1.33 (com una pel·lícula de sabó); la longitud d'ona de la llum és 550 nm.
2. Activa la lectura d'ordre d'interferència.
3. Defineix el gruix de la pel·lícula per a cada prova i enregistra l'ordre d'interferència de reflexió brillant.

Equació governant

Ordre de reflexió brillant de pel·lícula prima — 2nt = (m+½)λ

La llum reflectida per totes dues superfícies d'una pel·lícula prima interfereix constructivament (reflexió brillant) quan el camí òptic d'anada i tornada coincideix amb un múltiple semienter de la longitud d'ona: m = 2nt/λ − 0.5, tenint en compte el salt de fase de la superfície davantera.

El que el full imprimible demana treballar a l'alumne

• Per a una prova, calcula m = 2nt/λ − 0.5 amb n = 1.33, λ = 550 nm. Compara-ho amb la taula.
• Explica per què apareix el terme −0.5: la llum reflectida per la PART DAVANTERA de la pel·lícula pateix un salt de fase de mitja longitud d'ona (reflectint sobre un medi d'índex més alt), mentre la reflectida per la part del darrere no — aquesta asimetria desplaça la condició d'ordre enter habitual mitja passa.

On apareix això més enllà del laboratori

• Els colors d'una bombolla de sabó canvien i giren constantment perquè el gruix de la pel·lícula varia per la superfície i canvia amb el temps mentre es buida i s'evapora: gruixos diferents satisfan la condició de reflexió brillant per a longituds d'ona (colors) diferents en cada moment. Explica per què una pel·lícula de gruix perfectament uniforme mostraria en canvi un sol color uniforme (o cap) per tota la superfície.
• Les lents de càmera fan servir recobriments prims antireflectants, enginyats perquè les reflexions davantera i del darrere interfereixin DESTRUCTIVAMENT per a una longitud d'ona triada (normalment el verd, el color més sensible de l'ull), minimitzant la reflexió no desitjada. Explica per què aquests recobriments sovint mostren encara un tint lila fluix: les longituds d'ona dels extrems de l'espectre visible no queden tan plenament cancel·lades.

• AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
• IB Physics — C.3 Wave phenomena
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Benvingut a la Pel·lícula prima
2. Selecciona la pel·lícula prima
3. Prem Reprodueix
4. Color pel gruix de la pel·lícula
5. Obre el panell de Propietats
6. Ho has aconseguit!

Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.

Obre el laboratori interactiu →

Descarrega el full de treball →

Interferència i difracció