Interferencia de película delgada: burbujas de jabón y manchas de petróleo

1 · Predecir

La luz que se refleja en ambas superficies de una fina película transparente (como una pompa de jabón) interfiere y produce un reflejo brillante u oscuro dependiendo del grosor de la película. ¿Una película más gruesa siempre cambia el "orden" de interferencia que produce un reflejo brillante?

• Sí, el orden de interferencia para la reflexión brillante escala directamente con el espesor de la película (en unidades de la longitud de onda dentro de la película).
• No, el grosor de la película no afecta el orden del brillo.
• El espesor solo afecta el color, no un "orden" numérico.

2 · Configurar

1. Abra el ajuste preestablecido de película delgada y presione Restablecer. La película tiene índice n = 1.33 (como una película de jabón); La longitud de onda de la luz es 550 nm.
2. Habilitar la lectura de orden de interferencia.
3. Establezca el espesor de la película para cada prueba y registre el orden de interferencia de reflexión brillante.

3 · Recopilar Datos

Trace el orden m (eje y) frente al espesor t (eje x) para sus tres pruebas. ¿La línea es recta?

4 · Analizar

1. Para una prueba, calcule m = 2nt/λ − 0.5 usando n = 1.33, λ = 550 nm. Compare con la tabla.
2. Explique por qué aparece el término −0.5 : la luz que se refleja en el FRENTE de la película sufre un cambio de fase de media longitud de onda (se refleja en un medio de índice más alto), mientras que la luz que se refleja en la PARTE POSTERIOR no lo hace; esta asimetría cambia la condición habitual de orden entero en medio paso.

5 · Ampliar

1. Los colores de una pompa de jabón cambian y giran constantemente porque el espesor de la película varía a lo largo de su superficie y cambia con el tiempo a medida que se drena y se evapora; diferentes espesores satisfacen la condición de reflexión brillante para diferentes longitudes de onda (colores) en un momento dado. Explique por qué una película de espesor perfectamente uniforme mostraría en cambio un único color uniforme (o ninguno) en toda su superficie.
2. Las lentes de las cámaras utilizan finos revestimientos antirreflectantes, diseñados para que los reflejos frontal y posterior interfieran DESTRUCTIVAMENTE en una longitud de onda elegida (generalmente verde, el color más sensible del ojo), minimizando los reflejos no deseados. Explique por qué tales recubrimientos a menudo todavía muestran un ligero tinte púrpura: las longitudes de onda en ambos extremos del espectro visible no están tan completamente canceladas.

La física detrás de este experimento

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