Interferencija tankog filma: sapunski mjehuri i mrlje nafte

1 · Predviđanje

Svjetlost koja se odbija s obje površine tankog prozirnog filma (poput sapunskog mjehura) interferira, dajući svijetlu ili tamnu refleksiju ovisno o debljini filma. Pomiče li deblji film uvijek koji interferencijski „red“ daje svijetlu refleksiju?

• Da — red interferencije za svijetlu refleksiju skalira izravno s debljinom filma (u jedinicama valne duljine unutar filma).
• Ne — debljina filma ne utječe na to koji je red svijetao.
• Debljina utječe samo na boju, a ne na brojčani „red“.

2 · Postava

1. Otvori postav thin-film i pritisni Resetiraj. Film ima indeks n = 1.33 (kao sapunski film); valna duljina svjetlosti je 550 nm.
2. Omogući očitanje reda interferencije.
3. Postavi debljinu filma za svaki pokušaj i zabilježi red interferencije svijetle refleksije.

3 · Prikupljanje podataka

Nacrtaj red m (y-os) naspram debljine t (x-os) za svoja tri pokušaja. Je li crta pravac?

4 · Analiza

1. Za jedan pokušaj izračunaj m = 2nt/λ − 0.5 koristeći n = 1.33, λ = 550 nm. Usporedi s tablicom.
2. Objasni zašto se pojavljuje član −0.5: svjetlost koja se odbija s PREDNJE strane filma doživljava pomak faze od pola valne duljine (odbijajući se od sredstva višeg indeksa), dok ona s STRAŽNJE ne — ta asimetrija pomiče uobičajeni uvjet cjelobrojnog reda za pola koraka.

5 · Proširenje

1. Boje sapunskog mjehura stalno se mijenjaju i vrtje jer debljina filma varira po površini i mijenja se tijekom vremena kako se drenira i isparava — različite debljine zadovoljavaju uvjet svijetle refleksije za različite valne duljine (boje) u svakom trenutku. Objasni zašto bi film savršeno uniformne debljine umjesto toga pokazao jednu uniformnu boju (ili nikakvu) po cijeloj površini.
2. Objektivi kamera koriste tanke antirefleksijske prevlake, konstruirane da prednje i stražnje refleksije DESTRUKTIVNO interferiraju za odabranu valnu duljinu (obično zelenu, boju najosjetljivijoj oku), minimizirajući neželjenu refleksiju. Objasni zašto takve prevlake često ipak pokazuju blagu ljubičastu nijansu — valne duljine na krajevima vidljivog spektra nisu jednako potpuno poništene.

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis