Quang học

Giao thoa màng mỏng

Ánh sáng phản xạ từ hai bề mặt của màng mỏng giao thoa với nhau; 2nt = (m+½)λ chọn ra màu phản xạ sáng nhất (màu sắc bong bóng xà phòng).

Giao thoa màng mỏng — mô phỏng Quang học tương tác. Ánh sáng phản xạ từ hai bề mặt của màng mỏng giao thoa với nhau; 2nt = (m+½)λ chọn ra màu phản xạ sáng nhất (màu sắc bong bóng xà phòng). Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.

Giao thoa màng mỏng

Phản xạ trên hai bề mặt của một màng mỏng giao thoa với nhau; 2nt = (m+½)λ chọn màu phản chiếu sáng nhất (màu sắc bong bóng xà phòng).

Sự phản xạ từ bề mặt trên và dưới của màng giao thoa với nhau. Sự dịch pha π có thể xảy ra khi phản xạ từ môi trường đặc hơn. Độ dày và bước sóng quyết định màu nào phản xạ tăng cường — sự lung linh của bong bóng xà phòng và vệt dầu loang.

• 2nt = (m+½)λ
• Màu sắc màng xà phòng

Tóm tắt điều tra

Lập kế hoạch câu hỏi trước khi bạn mở phòng thí nghiệm

Bản tóm tắt phản ánh trang được kết xuất trước: câu hỏi dẫn dắt, các dự đoán cạnh tranh, vai trò của biến, các định luật chi phối, phần thiết lập và các gợi ý phân tích, mở rộng vẫn hiển thị theo thứ tự này.

Câu hỏi lái xe

Ánh sáng phản chiếu từ cả hai bề mặt của một màng mỏng trong suốt (như bong bóng xà phòng) gây cản trở, tạo ra phản xạ sáng hoặc tối tùy thuộc vào độ dày của màng. Có phải một màng dày hơn luôn thay đổi 'trật tự' giao thoa nào tạo ra sự phản xạ sáng?

Dự đoán cân nặng

• Có - thứ tự giao thoa đối với phản xạ sáng tỷ lệ trực tiếp với độ dày của màng (tính theo đơn vị bước sóng bên trong màng).
• Không - độ dày của phim không ảnh hưởng đến thứ tự sáng.
• Độ dày chỉ ảnh hưởng đến màu sắc chứ không ảnh hưởng đến 'thứ tự' bằng số.

Vai trò thay đổi

Những gì bạn đặt:

• Độ dày màng t (nm)

Những gì bạn đo lường:

• Thứ tự phản xạ sáng m

Cuộc điều tra diễn ra như thế nào

1. Mở cài đặt trước thin-film và nhấn Reset. Phim có chỉ số n = 1.33 (giống phim xà phòng); bước sóng ánh sáng là 550 nm.
2. Kích hoạt tính năng đọc thứ tự nhiễu.
3. Đặt độ dày của màng cho mỗi lần thử và ghi lại thứ tự giao thoa phản xạ sáng.

phương trình điều khiển

Thứ tự phản chiếu sáng màng mỏng — 2nt = (m+½)λ

Ánh sáng phản chiếu từ cả hai bề mặt của màng mỏng giao thoa tăng cường (phản xạ sáng) khi độ dài đường quang khứ hồi khớp với bội số số bán nguyên của bước sóng: m = 2 nt/λ − 0.5, tính đến sự dịch pha bề mặt trước.

Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì

• Đối với một lần thử, hãy tính m = 2 nt/λ − 0.5 bằng cách sử dụng n = 1.33 , λ = 550 nm. So sánh với bảng.
• Giải thích tại sao số hạng −0,5 xuất hiện: ánh sáng phản xạ từ MẶT TRƯỚC của phim trải qua quá trình dịch pha nửa bước sóng (phản xạ từ môi trường có chiết suất cao hơn), trong khi ánh sáng phản xạ từ MẶT SAU thì không - sự bất đối xứng này làm dịch chuyển điều kiện bậc số nguyên thông thường nửa bước.

Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm

• Màu sắc của bong bóng xà phòng liên tục thay đổi và xoáy vì độ dày của màng thay đổi trên bề mặt của nó và thay đổi theo thời gian khi nó thoát ra và bay hơi - độ dày khác nhau thỏa mãn điều kiện phản chiếu sáng cho các bước sóng (màu sắc) khác nhau tại bất kỳ thời điểm nào. Giải thích tại sao một màng có độ dày đồng đều hoàn hảo lại hiển thị một màu đồng nhất (hoặc không có) trên toàn bộ bề mặt của nó.
• Ống kính máy ảnh sử dụng lớp phủ chống phản chiếu mỏng, được thiết kế sao cho phản xạ trước và sau gây nhiễu TUYỆT VỜI đối với bước sóng đã chọn (thường là màu xanh lá cây, màu nhạy cảm nhất của mắt), giảm thiểu phản xạ không mong muốn. Giải thích tại sao những lớp phủ như vậy thường vẫn có màu tím nhạt – bước sóng ở hai đầu của quang phổ khả kiến ​​không bị triệt tiêu hoàn toàn.

• 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. Chào mừng đến màng mỏng
2. Chọn màng mỏng
3. Nhấn Phát
4. Màu từ độ dày của màng
5. Mở Trình kiểm tra
6. Hoàn thành!

Mở mô phỏng tương tác để xây dựng hoạt cảnh, nhấn Chạy và khám phá với các phép đo trực tiếp và bài hướng dẫn.

Mở phòng thí nghiệm tương tác →

Tải tài liệu thí nghiệm →

Giao Thoa & Nhiễu Xạ