Interferenca tankega filma: milni mehurčki in oljni madeži

1 · Predvidi

Svetloba, ki se odbija z obeh površin tankega prozornega filma (kot milni mehurček), interferira in proizvede svetel ali temen odboj, odvisno od debeline filma. Ali debelejši film vedno premakne, kateri interferenčni „red“ proizvede svetel odboj?

• Da — interferenčni red za svetel odboj se skalira neposredno z debelino filma (v enotah valovne dolžine znotraj filma).
• Ne — debelina filma ne vpliva na to, kateri red je svetel.
• Debelina vpliva samo na barvo, ne na številčni „red“.

2 · Pripravi

1. Odpri prednastavitev thin-film in pritisni Ponastavi. Film ima količnik n = 1.33 (kot milni film); valovna dolžina svetlobe je 550 nm.
2. Omogoči odčitek interferenčnega reda.
3. Nastavi debelino filma za vsak poskus in zabeleži interferenčni red svetlega odboja.

3 · Zberi podatke

Nariši red m (os y) proti debelini t (os x) za svoje tri poskuse. Ali je črta ravna?

4 · Analiziraj

1. Za en poskus izračunaj m = 2nt/λ − 0.5 z n = 1.33, λ = 550 nm. Primerjaj s tabelo.
2. Razloži, zakaj se pojavi člen −0.5: svetloba, ki se odbija s SPREDNJE strani filma, doživi fazni zamik polovice valovne dolžine (odboj od višje-količnikovega medija), medtem ko svetloba, odbojena od ZADNJE strani, ne — ta asimetrija premakne običajni pogoj celoštevilčnega reda za pol koraka.

5 · Razširi

1. Barve milnega mehurčka se stalno premikajo in vrtinčijo, ker se debelina filma spreminja po površini in s časom, ko se odteka in izparja — različne debeline izpolnjujejo pogoj svetlega odboja za različne valovne dolžine (barve) v vsakem trenutku. Razloži, zakaj bi popolnoma enakomerno debel film namesto tega kazal eno samo enotno barvo (ali nobeno) po celotni površini.
2. Objektivi kamer uporabljajo tanke antirefleksijske prevleke, načrtovane tako, da sprednji in zadnji odboj DESTRUKTIVNO interferirata za izbrano valovno dolžino (navadno zeleno, barvo, ki je očesu najbolj občutljiva), kar minimizira neželen odboj. Razloži, zakaj takšne prevleke pogosto še vedno kažejo šibko vijoličen odtenek — valovne dolžine na obeh koncih vidnega spektra niso popolnoma izničene.

Fizika za tem poskusom

← Nazaj na poskus

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov