Какова наименьшая возможная толщина мыльной пленки с показателем преломления n = 1,33, если на неё падает монохроматический свет с длиной волны λ = 0,4 мкм и отраженный свет в результате интерференции имеет наибольшую яркость?
Физика 11 класс Интерференция света толщина мыльной пленки показатель преломления монохроматический свет длина волны интерференция отраженный свет яркость света Новый
Для решения этой задачи нам нужно понимать, что яркость отраженного света от мыльной пленки зависит от интерференции света. Интерференция возникает, когда световые волны, отраженные от верхней и нижней границ пленки, накладываются друг на друга. Чтобы получить наибольшую яркость, нам нужно, чтобы эти волны были в фазе.
В случае мыльной пленки с показателем преломления n, длина волны света в пленке уменьшается и определяется по формуле:
λ' = λ / n
где λ — длина волны света в вакууме, а n — показатель преломления. Подставим значения:
Теперь найдем длину волны в пленке:
λ' = 0,4 * 10^-6 м / 1,33 ≈ 3,008 * 10^-7 м = 0,3008 мкм.
Для достижения максимальной яркости (конструктивной интерференции) разность хода световых волн, отраженных от верхней и нижней границ пленки, должна быть равна целому числу длин волн в пленке:
2d = m * λ',
где d — толщина пленки, m — целое число (порядок интерференции). Для наименьшей толщины пленки мы возьмем m = 1:
2d = 1 * λ'
Теперь подставим значение λ':
2d = 0,3008 мкм
Теперь найдем толщину d:
d = 0,3008 мкм / 2 = 0,1504 мкм.
Таким образом, наименьшая возможная толщина мыльной пленки, при которой отраженный свет будет иметь наибольшую яркость, составляет:
d ≈ 0,1504 мкм.