Optika

Thin-film interference

Nag-i-interfere ang mga reflection sa dalawang surface ng manipis na film; ang 2nt = (m+½)λ ang pumipili ng maliwanag na na-reflect na kulay (mga kulay ng sabon).

Thin-film interference — interactive na Optika simulation. Nag-i-interfere ang mga reflection sa dalawang surface ng manipis na film; ang 2nt = (m+½)λ ang pumipili ng maliwanag na na-reflect na kulay (mga kulay ng sabon). Libreng browser-based virtual physics lab na may live na SI measurement at guided tutorial.

Thin-film interference

Nag-i-interfere ang mga reflection sa dalawang surface ng thin film; pinipili ng 2nt = (m+½)λ ang maliwanag na na-reflect na kulay (mga kulay ng soap bubble).

Nag-i-interfere ang mga reflection mula sa itaas at ibabang surface ng film. Maaaring mangyari ang π phase shift sa reflection mula sa mas masinsin na medium. Pinipili ng thickness at wavelength kung aling mga kulay ang nagre-reflect nang constructive — ang irisensya ng soap bubble at oil slick.

2nt = (m+½)λ
Soap-film colours

Investigation brief

Iplano ang tanong bago mo buksan ang lab

Ang brief ay kapareho ng prerendered na page: driving question, magkatunggaling hula, papel ng variable, governing law, setup, pagtatasa at prompt ng pagpapalawak — nananatiling nakikita at sa ganitong pagkakasunod.

Pangunahing tanong

Ang liwanag na nagre-reflect sa dalawang surface ng manipis na transparent na film (gaya ng sabon na bulsa) ay nag-i-interfere, na bumubuo ng maliwanag o madilim na reflection depende sa kapal ng film. Laging ba nag-i-shift ang mas makapal na film kung aling interference 'order' ang bumubuo ng maliwanag na reflection?

Mga hulang timbangin

Oo — diretsong sumusunod sa kapal ng film (sa unit ng wavelength sa loob ng film) ang interference order ng maliwanag na reflection.
Hindi — walang epekto ang kapal sa kung aling order ang maliwanag.
Sa kulay lang nakaaapekto ang kapal, hindi sa numerikal na 'order.'

Mga papel ng variable

Ang itinatakda mo:

Kapal ng film t (nm)

Ang sinusukat mo:

Bright-reflection order m

Paano tumatakbo ang investigation

Buksan ang thin-film preset at pindutin ang I-reset. Ang film ay may index n = 1.33 (gaya ng sabon); 550 nm ang wavelength.
I-enable ang interference-order readout.
Itakda ang kapal ng film sa bawat trial at itala ang bright-reflection interference order.

Governing equation

Thin-Film Bright-Reflection Order — 2nt = (m+½)λ

Ang liwanag na nagre-reflect sa dalawang surface ng manipis na film ay constructively nag-i-interfere (maliwanag na reflection) kapag tumutugma ang round-trip optical path length sa half-integer multiple ng wavelength: m = 2nt/λ − 0.5, kasama ang front-surface phase shift.

Ang hinihingi sa mga estudyante na kalkulahin ng napi-print na worksheet

Para sa isang trial, kalkulahin ang m = 2nt/λ − 0.5 gamit ang n = 1.33, λ = 550 nm. Ihambing sa table.
Ipaliwanag kung saan nanggagaling ang −0.5: ang liwanag na nagre-reflect sa HARAP ng film ay nagdadaan ng half-wavelength phase shift (reflecting sa mas mataas na index na medium), habang ang nagre-reflect sa LIKOD ay hindi — inii-shift ng asymmetry na ito ang karaniwang integer-order condition nang kalahating hakbang.

Saan ito lumilitaw lampas sa lab

Laging nag-i-shift at umiikot ang kulay ng sabon na bulsa dahil magkakaiba ang kapal ng film sa ibabaw nito at nagbabago sa oras habang natatanggal at nange-evaporate ito — magkaibang kapal ang tumutugma sa bright-reflection condition para sa magkaibang wavelength (kulay) sa bawat momento. Ipaliwanag kung bakit ang perpektong uniform na kapal na film ay magpapakita ng iisang uniform na kulay (o wala) sa buong ibabaw.
Gumagamit ang camera lens ng manipis na anti-reflective coating, na dinisenyo para DESTRUCTIVE mag-interfere ang harap at likod na reflection para sa isang piniling wavelength (karaniwan berde, ang pinakasensitive na kulay ng mata), na nagmi-minimize ng hindi ginustong reflection. Ipaliwanag kung bakit madalas pa ring bahagyang lila ang tint ng ganitong coating — hindi ganoon kagalingang nakansela ang wavelength sa magkabilang dulo ng visible spectrum.

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

Mabuhay sa Thin Film
Piliin ang thin film
Pindutin ang I-play
Kulay mula sa kapal ng film
Buksan ang Properties panel
Nagawa mo ito!

Buksan ang interactive simulation para buuin ang scene, pindutin ang I-play, at tuklasin na may live na measurement at guided tutorial.

Buksan ang Interactive Lab →

I-download ang lab sheet →

Interference at Diffraction