Optika

Plonos plėvelės interferencija

Atspindžiai nuo dviejų plonos plėvelės paviršių interferuoja; 2nt = (m+½)λ išrenka ryškiai atsispindinčią spalvą (muilo burbulo spalvos).

Plonos plėvelės interferencija — interaktyvi Optika simuliacija. Atspindžiai nuo dviejų plonos plėvelės paviršių interferuoja; 2nt = (m+½)λ išrenka ryškiai atsispindinčią spalvą (muilo burbulo spalvos). Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.

Plonos plėvelės interferencija

Atspindžiai nuo dviejų plonos plėvelės paviršių interferuoja; 2nt = (m+½)λ išrenka ryškiai atsispindinčią spalvą (muamo burbulo spalvos).

Atspindžiai nuo viršutinio ir apatinio plėvelės paviršių interferuoja. π fazės šuolis gali įvykti atsispindint nuo tankesnės terpės. Storis ir bangos ilgis parenka, kurios spalvos stipriai atsispindi — muilo burbulų ir aliejaus dėmių vaivorykštiškumas.

• 2nt = (m+½)λ
• Muamo plėvelės spalvos

Tyrimo santrauka

Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją

Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.

Pagrindinis klausimas

Šviesa, atsispindinti nuo abiejų plonos skaidrios plėvelės paviršių (kaip muamo burbulo), interferuoja, gamindama šviesų ar tamsų atspindį, priklausomai nuo plėvelės storio. Ar storesnė plėvelė visada perstumia tai, kuri interferencijos „eilė“ gamina šviesų atspindį?

Svarstytini spėjimai

• Taip — šviesaus atspindžio interferencijos eilė skaluojasi tiesiogiai su plėvelės storiu (bangos ilgio vienetais plėvelės viduje).
• Ne — plėvelės storis neveikia to, kuri eilė yra šviesi.
• Storis veikia tik spalvą, ne skaitinę „eilę“.

Kintamųjų vaidmenys

Ką tu nustatai:

• Plėvelės storis t (nm)

Ką tu matauji:

• Šviesaus atspindžio eilė m

Kaip vyksta tyrimas

1. Atidaryk „Plonos plėvelės interferencija“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Plėvelė turi rodiklį n = 1.33 (kaip muamo plėvelė); šviesos bangos ilgis yra 550 nm.
2. Įjunk interferencijos eilės rodmuo.
3. Nustatyk plėvelės storį kiekvienam bandymui ir užsirašyk šviesaus atspindžio interferencijos eilę.

Valdančioji lygtis

Plonos plėvelės šviesaus atspindžio eilė — 2nt = (m+½)λ

Šviesa, atsispindinti nuo abiejų plonos plėvelės paviršių, interferuoja stiprinančiai (šviesus atspindys), kai kelionės ten ir atgal optinis kelio ilgis atitinka pusės sveikojo kartotinio bangos ilgį: m = 2nt/λ − 0.5, įskaitant priekinio paviršiaus fazės šuolį.

Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti

• Vienam bandymui apskaičiuok m = 2nt/λ − 0.5 naudodamas n = 1.33, λ = 550 nm. Palygink su lentele.
• Paaiškink, kodėl atsiranda −0.5 narys: šviesa, atsispindinti nuo plėvelės PRIEKIO, patiria pusės bangos ilgio fazės šuolį (atsispindėdama nuo aukštesnio rodiklio terpės), o šviesa, atsispindinti nuo GALO, — ne — ši asimetrija perstumia įprastinę sveikosios eilės sąlygą per pusę žingsnio.

Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų

• Muamo burbulo spalvos nuolat keičiasi ir sūkuriuoja, nes plėvelės storis kinta per jos paviršių ir keičiasi laikui bėgant, jai nutekant ir garuojant — skirtingi storiai tenkina šviesaus atspindžio sąlygą skirtingiems bangų ilgiams (spalvoms) bet kuriuo momentu. Paaiškink, kodėl tobulo vienodo storio plėvelė vietoj to rodytų vieną vienodą spalvą (ar jokios) per visą savo paviršių.
• Fotoaparatų lęšiai naudoja plonus antirefleksinius dangus, suprojektuotus taip, kad priekio ir galo atspindžiai SILPNINANČIAI interferuotų pasirinktam bangos ilgiui (paprastai žaliai, akies jautriausiai spalvai), minimizuodami nepageidaujamą atspindį. Paaiškink, kodėl tokie dangai dažnai vis tiek rodo silpną violetinį atspalvį — bangų ilgiai matomo spektro kraštuose nėra taip pilnai panaikinti.

• 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

1. Sveiki atvykę prie plonos plėvelės
2. Pasirink plonąją plėvelę
3. Spausk Leisti
4. Spalva iš plėvelės storio
5. Atidaryk Savybių skydą
6. Tau pavyko!

Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.

Atidaryk interaktyvią laboratoriją →

Atsisiųsti darbo lapą →

Interferencija ir difrakcija