Óptica

Interferência em filme fino

Reflexões nas duas superfícies do filme interferem; 2nt = (m+½)λ escolhe a cor refletida brilhante (cores de bolha de sabão).

Interferência em filme fino — simulação interativa de Óptica. Reflexões nas duas superfícies do filme interferem; 2nt = (m+½)λ escolhe a cor refletida brilhante (cores de bolha de sabão). Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.

Interferência em película fina

As reflexões nas duas superfícies de uma película fina interferem; 2nt = (m+½)λ seleciona a cor refletida com brilho (cores de bolha de sabão).

Reflexões das superfícies superior e inferior do filme interferem. Uma mudança de fase de π pode ocorrer na reflexão em um meio mais denso. Espessura e comprimento de onda determinam quais cores refletem construtivamente — a iridescência de bolhas de sabão e manchas de óleo.

• 2nt = (m+½)λ
• Cores de bolha de sabão

Resumo da investigação

Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório

O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.

Pergunta de direção

A luz refletida em ambas as superfícies de um filme fino e transparente (como uma bolha de sabão) interfere, produzindo reflexos claros ou escuros dependendo da espessura do filme. Um filme mais espesso sempre muda a 'ordem' de interferência que produz reflexão brilhante?

Previsões para pesar

• Sim - a ordem de interferência para a reflexão brilhante varia diretamente com a espessura do filme (em unidades do comprimento de onda dentro do filme).
• Não – a espessura do filme não afeta a ordem do brilho.
• A espessura afeta apenas a cor, não uma 'ordem' numérica.

Papéis variáveis

O que você definiu:

• Espessura do filme t (nm)

O que você mede:

• Ordem de reflexão brilhante m

Como funciona a investigação

1. Abra a predefinição de filme fino e pressione Redefinir. O filme possui índice n = 1.33 (como um filme de novela); o comprimento de onda da luz é 550 nm.
2. Habilite a leitura da ordem de interferência.
3. Defina a espessura do filme para cada tentativa e registre a ordem de interferência de reflexão brilhante.

Equação governante

Ordem de reflexão brilhante de filme fino — 2nt = (m+½)λ

A luz refletida em ambas as superfícies de um filme fino interfere construtivamente (reflexão brilhante) quando o comprimento do caminho óptico de ida e volta corresponde a um múltiplo meio inteiro do comprimento de onda: m = 2nt/λ - 0.5, contabilizando a mudança de fase da superfície frontal.

O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam

• Para um teste, calcule m = 2nt/λ − 0.5 usando n = 1.33, λ = 550 nm. Compare com a tabela.
• Explique por que o termo −0.5 aparece: a luz refletida na FRENTE do filme sofre uma mudança de fase de meio comprimento de onda (refletida em um meio de índice mais alto), enquanto a luz refletida na PARTE TRASEIRA não - essa assimetria muda a condição usual de ordem inteira em meio passo.

Onde isso aparece além do laboratório

• As cores de uma bolha de sabão mudam e giram constantemente porque a espessura do filme varia em sua superfície e muda com o tempo à medida que drena e evapora - diferentes espessuras satisfazem a condição de reflexão brilhante para diferentes comprimentos de onda (cores) em um determinado momento. Explique por que um filme de espessura perfeitamente uniforme mostraria uma única cor uniforme (ou nenhuma) em toda a sua superfície.
• As lentes das câmeras usam revestimentos antirreflexos finos, projetados para que os reflexos frontal e traseiro interfiram DESTRUTIVAMENTE em um comprimento de onda escolhido (geralmente verde, a cor mais sensível do olho), minimizando reflexos indesejados. Explique por que esses revestimentos muitas vezes ainda mostram uma leve tonalidade roxa – os comprimentos de onda em cada extremidade do espectro visível não são totalmente cancelados.

• 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. Bem-vindo à película fina
2. Selecione a película fina
3. Pressione Reproduzir
4. Cor segundo a espessura da película
5. Abra o Inspetor
6. Você conseguiu!

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