Interferència en pel·lícula prima: bombolles de sabó i taques d'oli
1 · Prediu
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?
- 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.
2 · Configura
- 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.
- Activa la lectura d'ordre d'interferència.
- Defineix el gruix de la pel·lícula per a cada prova i enregistra l'ordre d'interferència de reflexió brillant.
3 · Recull dades
| Gruix de la pel·lícula t (nm) | Ordre de reflexió brillant m |
|---|---|
| 400.00 | |
| 500.00 | |
| 600.00 |
Representa l'ordre m (eix y) contra el gruix t (eix x) per a les tres proves. La línia és recta?
4 · Analitza
- 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.
5 · Amplia
- 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.
La física al darrere d'aquest experiment
Ordre de reflexió brillant de pel·lícula prima
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.
Òptica
- Lent convergent: imatges reals més enllà de 2f
- El punt focal: on les imatges escapolen a l'infinit
- Una lent com a lupa
- Una lent divergent: sempre virtual, sempre reduïda
- Un mirall còncau: imatges reals com una lent convergent
- Un mirall convex: sempre una imatge virtual reduïda
- El mirall pla: un cas especial invariant
- Profunditat aparent: per què una piscina sembla menys fonda del que és
- Reflexió total interna: l'angle límit
- Un relé de dues lents: encadenar imatges
- El microscopi compost: dues lents per a gran augment
- Un ampliador fotogràfic: dues lents per a una imatge real més gran
138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles