Feladat: 3212. fizika feladat Korcsoport: 18- Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Németh Péter 
Füzet: 1999/október, 443 - 444. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Interferencia vékony lemezen, éken, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1998/december: 3212. fizika feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

A jelenség magyarázata az interferencia. A szappanhártya planparalel lemeznek tekinthető. A hártya elülső felületén a beeső sugár egy része visszaverődik, másik része megtörik. A megtört sugárt a hártya hátsó felületén szintén visszaverődik, illetve megtörik. A fekete doboz a hártyán átjutó sugarakat elnyeli, a hártya két felületén visszaverődő sugarak pedig interferálnak egymással. Az interferencia számításánál elég az első két visszavert sugarat figyelembe venni, mert a harmadik (és a többi) intenzitása nagyon kicsi.
Ki kell számítanunk az ábrán látható 1. és 2. sugár közötti optikai útkülönbséget. A 2. sugár a szappanhártyában

Δs1=AB+BC=2dcosβ
utat tesz meg, d a hártya vastagsága, β a törési szög. A két sugár útkülönbsége a levegőben
Δs2=AF=2dtgβsinα.
(α a beesési szög.) Az optikailag sűrűbb közegről visszaverődő 1. sugár az A pontban π fázisugrást szenved, ez még λ/2 optikai útkülönbségnek felel meg. A teljes optikai útkülönbség
Δs=nΔs1-Δs2-λ2,
ahol n a szappanhártya törésmutatója. (Mivel a hártya nagy része víz, ezért n=1,33-mal számolhatunk.) Felhasználva a törésre vonatkozó sinα=nsinβ törvényt, azt kapjuk, hogy β=22,1, és
Δs=2ndcosβ-λ2.

Erősítés, illetve kioltás jön létre arra a hullámhosszra, amelyre az optikai útkülönbség az félhullámhossz páros, illetve páratlan számú többszöröse. Az adatokkal 2ndcosβ=616,2 nm, így erősítés figyelhető meg a 410,8 nm, 246,2 nm ..., kioltás pedig a 616,2 nm, 308,7 nm ... hullámhosszakra. Mindkét sorozatban csak az első esik a látható fény tartományába, a 616,2 nm-es vörös kioltódik, a 410,8 nm-es kék erősítése pedig maximális lesz. Az utóbbihoz közeli hullámhosszak is erősödnek valamennyire, ezért a hártyáról visszaverődő fényt kéknek, kékeszöldnek látjuk.
 Németh Péter (Jászapáti, Mészáros L. Gimn., 12. o.t.)