Optika
Vékonyréteg-interferencia
A vékony réteg két felületéről visszaverődő fény interferál; a 2nt = (m+½)λ a fényesen visszavert színt választja ki (szappanbuborék-színek).
Vékonyréteg-interferencia — interaktív Optika szimuláció. A vékony réteg két felületéről visszaverődő fény interferál; a 2nt = (m+½)λ a fényesen visszavert színt választja ki (szappanbuborék-színek). Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Vékonyréteg-interferencia
Egy vékony réteg két felületéről visszaverődő fény interferál; a 2nt = (m+½)λ a fényesen visszavert színt választja ki (szappanbuborék-színek).
A réteg felső és alsó felületéről visszaverődő fény interferál. A sűrűbb közegről való visszaverődéskor π fázisugrás léphet fel. A vastagság és a hullámhossz határozza meg, mely színek verődnek vissza konstruktívan — a szappanbuborékok és olajfoltok irizálása.
- 2nt = (m+½)λ
- Szappanfólia-színek
Vizsgálódási összefoglaló
Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort
Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.
Vezérlő kérdés
Egy vékony átlátszó film (mint egy szappanhártya) mindkét felszínéről visszaverődő fény interferál, a film vastagságától függően világos vagy sötét visszaverődést produkálva. A vastagabb film mindig eltolja, melyik interferencia-„rend” ad világos visszaverődést?
Mérlegelendő jóslatok
- Igen — a világos visszaverődés interferencia-rendje közvetlenül a film vastagságával skálázódik (a filmen belüli hullámhossz egységeiben).
- Nem — a film vastagsága nem befolyásolja, melyik rend világos.
- A vastagság csak a színt befolyásolja, nem egy számszerű „rendet”.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Filmvastagság t (nm)
Amit mérsz:
- Fényes visszaverődés rendje m
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a thin-film előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A film törésmutatója n = 1.33 (mint egy szappanhártya); a fény hullámhossza 550 nm.
- Engedélyezd az interferencia-rend kijelzőt.
- Állítsd be a film vastagságát minden mérésnél, és rögzítsd a világos visszaverődés interferencia-rendjét.
Vezéregyenlet
Vékonyréteg fényes visszaverődési rendje — 2nt = (m+½)λ
A vékony film mindkét felszínéről visszaverődő fény konstruktívan interferál (világos visszaverődés), amikor a oda-vissza optikai úthossz a hullámhossz fél-egész számú többszörösével egyezik: m = 2nt/λ − 0.5, figyelembe véve az elülső felszíni fázisugrást.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki az m = 2nt/λ − 0.5 n = 1.33, λ = 550 nm használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
- Magyarázd meg, honnan jön a −0.5 tag: a film ELÜLSŐ felszínéről visszaverődő félig fél hullámhossz fázisugrást szenved (nagyobb törésmutatójú közegről verődve vissza), míg a HÁTSÓról visszaverődő nem — ez az aszimmetria fél lépéssel eltolja a szokásos egész rendű feltételt.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- A szappanbuborék színei folyamatosan váltakoznak és örvénylenek, mert a film vastagsága változik a felszínén és időben változik, ahogy lefolyik és párolog — különböző vastagságok különböző hullámhosszakra (színekre) elégítik ki a világos visszaverődés feltételét bármely adott pillanatban. Magyarázd meg, miért mutatna egy tökéletesen egyenletes vastagságú film ehelyett egyetlen egyenletes színt (vagy semmit) az egész felszínén.
- A fényképezőgép-lencsék vékony antiszóró bevonatokat használnak, amelyeket úgy terveztek, hogy az első és hátsó visszaverődés DESTRUKTÍVAN interferáljon egy kiválasztott hullámhosszon (jellemzően zöldön, a szem legérzékenyebb színén), minimalizálva a nem kívánt visszaverődést. Magyarázd meg, miért mutatnak az ilyen bevonatok gyakran mégis halvány lila árnyalatot — a látható spektrum két végén lévő hullámhosszak nincsenek teljesen kioltva.
- 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
- Üdv a Vékony rétegnél
- Válaszd ki a vékony réteget
- Nyomd meg az Indítást
- Szín a rétegvastagságból
- Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.