Interferens Filem-Nipis: Buih Sabun dan Lapisan Minyak

1 · Ramal

Cahaya yang terpantul daripada kedua-dua permukaan satu filem lutsinar nipis (seperti buih sabun) berinterferens, menghasilkan pantulan cerah atau gelap bergantung pada ketebalan filem. Adakah filem lebih tebal sentiasa mengalihkan 'tertib' interferens mana yang menghasilkan pantulan cerah?

• Ya -- tertib interferens bagi pantulan cerah berskala terus dengan ketebalan filem (dalam unit panjang gelombang di dalam filem).
• Tidak -- ketebalan filem tidak menjejaskan tertib mana yang cerah.
• Ketebalan hanya menjejaskan warna, bukan satu 'tertib' berangka.

2 · Susun

1. Buka praset filem-nipis dan tekan Set semula. Filem mempunyai indeks n = 1.33 (seperti filem sabun); panjang gelombang cahaya ialah 550 nm.
2. Aktifkan bacaan tertib-interferens.
3. Tetapkan ketebalan filem bagi setiap percubaan dan rekod tertib interferens pantulan-cerah.

3 · Kumpul Data

Plot tertib m (paksi-y) melawan ketebalan t (paksi-x) bagi tiga percubaan anda. Adakah garisnya lurus?

4 · Analisis

1. Bagi satu percubaan, kira m = 2nt/λ − 0.5 menggunakan n = 1.33, λ = 550 nm. Bandingkan dengan jadual.
2. Terangkan mengapa sebutan −0.5 muncul: cahaya yang terpantul daripada DEPAN filem mengalami anjakan fasa separuh-panjang-gelombang (memantul daripada medium berindeks-tinggi), sementara cahaya yang terpantul daripada BELAKANG tidak -- asimetri ini mengalihkan syarat tertib-integer biasa sebanyak separuh langkah.

5 · Lanjutkan

1. Warna buih sabun sentiasa beralih dan berpusing kerana ketebalan filem berbeza merentasi permukaannya dan berubah dari masa ke masa ketika ia mengalir dan sejat -- ketebalan berbeza memenuhi syarat pantulan-cerah bagi panjang gelombang (warna) berbeza pada sebarang detik. Terangkan mengapa filem berketebalan seragam sempurna sebaliknya akan menunjukkan satu warna seragam tunggal (atau tiada) merentasi seluruh permukaannya.
2. Kanta kamera menggunakan salutan anti-pantulan nipis, direka supaya pantulan depan dan belakang berinterferens DESTRUKTIF bagi satu panjang gelombang terpilih (biasanya hijau, warna paling peka mata), meminimumkan pantulan yang tidak diingini. Terangkan mengapa salutan seperti itu selalunya masih menunjukkan warna ungu samar -- panjang gelombang di kedua-dua hujung spektrum tampak tidak sepenuhnya saling meniadakan.

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma