İnce Film Girişimi: Sabun Köpükleri ve Yağ Sızıntıları
1 · Tahmin Et
İnce şeffaf bir filmin (sabun köpüğü gibi) her iki yüzeyinden yansıyan ışık, filmin kalınlığına bağlı olarak parlak veya koyu yansıma üreterek girişime neden olur. Daha kalın bir film her zaman hangi girişim 'düzeninin' parlak yansıma ürettiğini değiştirir mi?
- Evet - parlak yansıma için girişim sırası doğrudan filmin kalınlığıyla (filmin içindeki dalga boyu birimlerinde) ölçeklenir.
- Hayır — filmin kalınlığı hangi sıranın parlak olduğunu etkilemez.
- Kalınlık sayısal bir 'sıralamayı' değil, yalnızca rengi etkiler.
2 · Kurulum
- thin-film ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Filmin n = 1.33 indeksi vardır (sabun filmi gibi); ışığın dalga boyu 550 nm'dir.
- Girişim sırası okumasını etkinleştirin.
- Her deneme için filmin kalınlığını ayarlayın ve parlak yansıma girişim sırasını kaydedin.
3 · Veri Toplayın
| Film kalınlığı t (nm) | Parlak yansıma sırası m |
|---|---|
| 400.00 | |
| 500.00 | |
| 600.00 |
Üç denemeniz için m sırasını (y ekseni) kalınlık t'ye (x ekseni) göre çizin. Çizgi düz mü?
4 · Analiz et
- Bir deneme için, n = 1.33, λ = 550 nm kullanarak m = 2 nt/λ – 0.5'yi hesaplayın. Tabloyla karşılaştırın.
- -0,5 teriminin neden ortaya çıktığını açıklayın: Filmin ÖN kısmından yansıyan ışık, yarım dalga boyunda bir faz kaymasına uğrar (daha yüksek indeksli bir ortamdan yansır), ARKA kısmından yansıyan ışık ise bunu yapmaz - bu asimetri, olağan tamsayı sırası koşulunu yarım adım kaydırır.
5 · Uzat
- Sabun köpüğünün renkleri sürekli olarak değişir ve döner çünkü filmin kalınlığı yüzey boyunca değişir ve zamanla süzülüp buharlaştıkça değişir; farklı kalınlıklar, herhangi bir anda farklı dalga boyları (renkler) için parlak yansıma koşulunu karşılar. Mükemmel derecede tekdüze kalınlıktaki bir filmin neden tüm yüzeyi boyunca tek bir tek renk göstereceğini (veya hiç göstermeyeceğini) açıklayın.
- Kamera lensleri ince yansıma önleyici kaplamalar kullanır; ön ve arka yansımalar seçilen bir dalga boyuna (genellikle yeşil, gözün en hassas rengi) KESİNLİKLE müdahale ederek istenmeyen yansımayı en aza indirecek şekilde tasarlanmıştır. Bu tür kaplamaların neden hala soluk mor bir renk tonu gösterdiğini açıklayın; görünür spektrumun her iki ucundaki dalga boyları tamamen iptal edilmemiştir.
Bu Deneyin Arkasındaki Fizik
İnce Film Parlak Yansıma Sırası
İnce bir filmin her iki yüzeyinden yansıyan ışık, gidiş-dönüş optik yol uzunluğu dalga boyunun bir yarım tam sayı katıyla eşleştiğinde yapıcı bir şekilde müdahale eder (parlak yansıma): m = 2 nt/λ − 0.5, ön yüzey faz kaymasını hesaba katar.