Interferens i tunna skikt
Reflexion kan ge fasförskjutning
När en puls reflekteras mot en lös ändpunkt så kommer den tillbaka på samma sida.
Detta motsvaras av att ljus reflekteras mot ett medium där brytningsindex är lägre än därifrån strålen kommer.
När en puls reflekteras mot en fast änd-punkt så "vänds" den. Den är då fasför-skjuten i förhållande till den infallande vågen.
Motsvarande "vändning" sker då ljus reflekteras mot ett medium där brytnings-index är högre än därifrån strålen kommer.
Nikodemus Karlsson, fysikundervisning
Vågor fasförskjutna med \(\frac{\lambda}{2} \)
Fasförskjutning
Vågor i fas
Nikodemus Karlsson, fysikundervisning
v_1=f\lambda_1
\frac{\lambda_1}{\lambda_2}=\frac{v_1}{v_2}=\frac{c/n_1}{c/n_2}=\frac{n_2}{n_1}
v_2=f\lambda_2
Om \(n_1=1\): \(\lambda_2=\frac{\lambda_1}{n_2} \)
Våglängden varierar
Frekvensen konstant oavsett hastighet
För en given våglängd i luft kan våglängden i ett medium beräknas
Förhållandet mellanvåglängderna är det omvända mellan brytningsindex
Nikodemus Karlsson, fysikundervisning
t
Annat medium: n > 1
Luft: n = 1
Stråle 0
Stråle 1
Stråle 2
n=1
n>1
n=1
Referensstråle (fort-sättningen av opåver-kad Stråle 0)
Stråle 0
Stråle 2
Luft: n = 1
Stråle 0 reflekteras och fasförskjuts här!
Stråle 0
Stråle 1
2t
Påvisar hur vågorna kommit ur fas.
Optisk vägskillnad mellan Stråle 1 och 2 vid konstruktiv interferens: \(2nt\) eller \(\lambda (m+\frac{1}{2}) \), \(m=0, 1,2,...\)
Optisk vägskillnad vid vinkelrätt infall
Optisk vägskillnad mellan Stråle 1 och 2 vid destruktiv interferens: \(2nt\) eller \(\lambda m \), \(m=0, 1,2,...\)
Nikodemus Karlsson, fysikundervisning
Exempel
Såpa har brytningsindex 1.33. Vilka tjocklekar är möjliga för att att få konstruktiv interferens av våglängden 500 nm när vitt ljus reflekteras i en såpbubbla?
2nt=\lambda (m+\frac{1}{2})
t=\frac{\lambda(m+\frac{1}{2})}{2n}
m=0\Rightarrow t=0.0940\;\mu\text{m}
m=1\Rightarrow t=0.282\;\mu\text{m}
m=2\Rightarrow t=0.470\;\mu\text{m}
Och så vidare...
Nikodemus Karlsson, fysikundervisning
t
Annat medium: n > 1
Villkor för konstruktiv interferens
\Delta s = m\lambda,\;m=0,1,2...
\(\Delta s\) är optisk vägskillnad
\(\Delta s = 2nt\) vid vinkelrätt infall
Luft: n = 1
Stråle 0
Stråle 1
Stråle 2
Stråle 1 och 2 är dessutom fasförskjutna med \( \pi\) i förhållande till varandra.
Konstruktiv interferens med fasförskjutning / Destruktiv interferens utan fasförskjutning
Konstruktiv interferens utan fasförskjutning / Destruktiv interferens med fasförskjutning
2nt=\lambda(m+\frac{1}{2})
2nt=m\lambda
När ljuset faller in vinkelrätt
Luft: n = 1
Sammanfattning
Nikodemus Karlsson, fysikundervisning
Interferens i tunna skikt
By Nikodemus Karlsson
Interferens i tunna skikt
Interferens i tunna skikt, Fy2 Gy.
