Optika

Plānās plēves interference

Atspulgi no plānas plēves abām virsmām interferē; 2nt = (m+½)λ izvēlas spilgti atstaroto krāsu (ziepju burbuļu krāsas).

Plānās plēves interference — interaktīva Optika simulācija. Atspulgi no plānas plēves abām virsmām interferē; 2nt = (m+½)λ izvēlas spilgti atstaroto krāsu (ziepju burbuļu krāsas). Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.

Plānās plēves interference

Atspulgi no plānas plēves divām virsmām interferē; 2nt = (m+½)λ izvēlas spilgti atstaroto krāsu (ziepju burbuļu krāsas).

Atspulgi no plēves augšējās un apakšējās virsmas interferē. π fāzes nobīde var rasties atstarojoties no blīvākas vides. Biezums un viļņa garums izvēlas, kuras krāsas atstarojas stiprinoši — ziepju burbuļu un eļļas pleķu varavīksnainība.

• 2nt = (m+½)λ
• Ziepju plēves krāsas

Izpētes kopsavilkums

Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju

Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.

Virzošais jautājums

Gaisma, atstarodamās no abām plānas caurspīdīgas plēves virsmām (kā ziepju burbuļa), interferē, radot spilgtu vai tumšu atstarojumu atkarībā no plēves biezuma. Vai biezāka plēve vienmēr pārbīda to, kura interferences „kārta” rada spilgtu atstarojumu?

Prognozes, ko svērt

• Jā — interferences kārta spilgtam atstarojumam skalējas tieši ar plēves biezumu (viļņa garuma vienībās plēves iekšienē).
• Nē — plēves biezums neietekmē to, kura kārta ir spilgta.
• Biezums ietekmē tikai krāsu, ne skaitlisku „kārtu”.

Lielumu lomas

Ko tu iestati:

• Plēves biezums t (nm)

Ko tu mēri:

• Spilgtā atstarojuma kārta m

Kā izpēte norit

1. Atver plānās plēves eksperimentu un nospied Atiestatīt. Plēvei ir koeficients n = 1.33 (kā ziepju plēvei); gaismas viļņa garums ir 550 nm.
2. Ieslēdz interferences kārtas rādījumu.
3. Iestati plēves biezumu katram mēģinājumam un ieraksti spilgtā atstarojuma interferences kārtu.

Noteicošais vienādojums

Plānās plēves spilgtā atstarojuma kārta — 2nt = (m+½)λ

Gaisma, atstarodamās no abām plānas plēves virsmām, interferē stiprinoši (spilgts atstarojums), kad aplenkuma optiskais ceļa garums atbilst pusveselskaitļa reizinātājam no viļņa garuma: m = 2nt/λ − 0.5, ņemot vērā priekšējās virsmas fāzes nobīdi.

Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt

• Vienam mēģinājumam izrēķini m = 2nt/λ − 0.5 ar n = 1.33, λ = 550 nm. Salīdzini ar tabulu.
• Izskaidro, kāpēc parādās −0.5 loceklis: gaisma, kas atstarojas no plēves PRIEKŠPUSES, piedzīvo puspusviļņa garuma fāzes nobīdi (atstarodamās no augstāka koeficienta vides), kamēr gaisma, kas atstarojas no AIZPUSES, nē — šī asimetrija pārbīda parasto veselo kārtu nosacījumu par pusi soļa.

Kur tas parādās ārpus laboratorijas

• Ziepju burbuļa krāsas pastāvīgi mainās un virpuļo, tāpēc ka plēves biezums mainās pāri tās virsmai un laika gaitā, tai notekot un iztvaikojot — dažādi biezumi apmierina spilgtā atstarojuma nosacījumu dažādiem viļņa garumiem (krāsām) jebkurā brīdī. Izskaidro, kāpēc perfekti viendabīga biezuma plēve tā vietā rādītu vienu viendabīgu krāsu (vai nevienu) pāri visai savai virsmai.
• Kameras lēcas izmanto plānus pretatspulguma pārklājumus, izprojektētus tā, lai priekšējās un aizmugurējās atstarojumi VĀDOŠI interferē izvēlētam viļņa garumam (parasti zaļam, acij jūtīgākajai krāsai), minimizējot nevēlamu atstarojumu. Izskaidro, kāpēc šādi pārklājumi bieži tomēr rāda vieglu violetu toni — viļņa garumi redzamā spektra abos galos nav tik pilnīgi anulēti.

• 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. Sveicināts plānās plēves eksperimentā
2. Atlasīts plāno plēvi
3. Nospied „Atskaņot”
4. Krāsa no plēves biezuma
5. Atver Īpašību paneli
6. Tev izdevās!

Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.

Atvērt interaktīvo laboratoriju →

Lejupielādēt darba lapu →

Interference un difrakcija