Interferencja w cienkich warstwach — zadania z rozwiązaniami
Barwne plamy oleju na wodzie i mieniące się bańki mydlane to efekt interferencji światła odbitego od dwóch powierzchni cienkiej warstwy.
Warunek wzmocnienia w błonie
Cienka błona mydlana o współczynniku załamania n = 1,33 oświetlona jest prostopadle światłem o długości fali λ = 532 nm. Jaka jest najmniejsza grubość błony dająca wzmocnienie światła odbitego? (uwzględnij zmianę fazy o π przy odbiciu od ośrodka gęstszego)
Z powodu skoku fazy przy odbiciu warunek wzmocnienia ma postać: \( 2nd = (m+\tfrac{1}{2})\lambda \).
Podstawiam: \( d = \frac{532\cdot10^{-9}}{4\cdot1{,}33} = 100\cdot10^{-9} \, \mathrm{m} \).
d = 100 nm
Powłoka antyrefleksyjna
Na soczewce stosuje się powłokę o grubości dającej minimalne odbicie dla λ = 550 nm. Współczynnik załamania powłoki n = 1,38. Oblicz minimalną grubość powłoki (warunek wygaszenia odbicia).
Dla wygaszenia odbicia (oba odbicia ze skokiem fazy) warunek: \( 2nd = (m+\tfrac{1}{2})\lambda \), minimalnie \( m=0 \).
Stąd \( d = \frac{\lambda}{4n} \).
Podstawiam: \( d = \frac{550\cdot10^{-9}}{4\cdot1{,}38} \).
Obliczam: \( d = \frac{5{,}5\cdot10^{-7}}{5{,}52} \approx 9{,}96\cdot10^{-8} \, \mathrm{m} \).
d ≈ 99,6 nm (około 100 nm)
Najczęściej zadawane pytania
Dlaczego bańka mydlana mieni się różnymi kolorami?
Bo grubość błony jest różna w różnych miejscach, więc warunek wzmocnienia spełniają różne długości fali - oko widzi różne barwy w zależności od lokalnej grubości.
Potrzebujesz pomocy z fizyką?
Dołącz do kursu online albo umów indywidualne korepetycje. Tłumaczymy fizykę prosto — krok po kroku, aż zrozumiesz.