Тонкоплівкові інтерференції Демонстрації лекцій Гарвардських природничих наук

1 Oxford St Cambridge MA 02138 Science Center B-08A (617) 495-5824

введіть критерії пошуку у вікно пошуку

Що це показує:

Хвилі, що відбиваються від двох поверхонь, можуть впливати конструктивно і деструктивно. У цьому випадку це світлі хвилі, які відбиваються від передньої та задньої поверхонь тонких мильних або масляних плівок. Втручання створює візерунок красивих кольорів у білому світлі або темних та світлих смуг в монохроматичному світлі.

Як це працює:

Наші дві найбільш візуально драматичні ілюстрації тонкоплівкових перешкод використовують або мильну плівку, підвішену на повітрі з кругової рами діаметром 19 см, або дуже тонкий шар олії, що плаває поверх води.

Мильна плівка

Демонстрація мильної плівки є живою копією експерименту, описаного та зображеного в Комітеті з фізики з вивчення фізики. 1

гарвардських

Припустимо однотонне освітлення. Світло, що відбивається від передньої та задньої поверхонь плівки, зазнає конструктивних та руйнівних впливів, залежно від товщини мильної плівки. Відбиття від передньої поверхні є так званим "жорстким відбиттям" і призводить до зсуву фази на 180 °, оскільки світло рухається від середовища з низьким показником заломлення (повітря) до вищого заломлення середовища (мильної плівки). Переходячи від мила до повітря, відбиття від задньої поверхні є "м'яким відображенням" і не супроводжується фазовим зворотом. Тому у верхній частині мильної плівки, де товщина плівки набагато менше довжини хвилі світла (і, отже, різниця ходів між відбиттями передньої та задньої поверхні невелика порівняно з довжиною хвилі) не спостерігається відбиття ( плівка виглядає темною) внаслідок згасання двох хвиль.

Товщина мильної плівки збільшується до дна. Таким чином, відбиття спереду і ззаду мильної плівки поступово зазнають дедалі більших фазових зсувів. Наприклад, там, де товщина становить 1/4 довжини хвилі, шлях у мильній плівці на 1/2 довжини довжини більше, ніж відбиття передньої поверхні (при нормальному падінні), приводячи два відбиття у фазу і тим самим даючи максимальну інтенсивність відбитого світла. Оскільки ми продовжуємо збільшувати товщину, кожні 1/4 збільшення довжини хвилі товщини ми переходимо від області відсутності відбиття до області максимального відбиття до відсутності знову і т.