Feladat: 4543. fizika feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Csáky Pál ,  Filep Gábor ,  Horváth András Levente ,  Kenderes Anett ,  Kozár Eszter ,  Sági Olivér ,  Virágh Anna 
Füzet: 2013/december, 565 - 566. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Feladat, Spektrumszínek, Interferencia vékony lemezen, éken
Hivatkozás(ok):Feladatok: 2013/május: 4543. fizika feladat

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

 
Megoldás. A jelenség az úgynevezett vékonyréteg-interferenciával magyarázható.
A buborék vékony falának ,,elülső'' oldaláról visszaverődő, valamint a buborék falán kétszer áthaladó (a hátsó falról visszaverődő) fénysugarak különböző utak megtétele után, tehát különböző fázissal jutnak a szemünkbe. Az útkülönbség és így a fáziskülönbség is a buborék különböző részein különböző és függ a fény hullámhosszától, emiatt a buborék különböző részei más és más színben fénylenek.
Ha a fáziskülönbség a hullámhossztól függetlenül 180∘ (vagy ahhoz közeli érték), akkor a fény színétől függetlenül kioltás történik, tehát a buborékot színtelennek és sötétnek, esetleg feketének látjuk. Ez akkor következhet be, ha a lassan felfúvódó buborék egyre vékonyodó falának vastagsága nagyon kicsivé, a fény hullámhosszánál is kisebbé válik. Ekkor a buborék falának első és hátsó felületéről visszeverődő fény gyakorlatilag ugyanakkora utat tesz meg, tehát a hullámhossz-egységekben mért útkülönbség nulla lesz. Ennek ellenére kialakul fáziskülönbség, mert az első felületről visszaverődő fény ‐ mivel a visszaverődés optikailag sűrűbb közeg határáról történik ‐ 180∘-os fázisugrást szenved. (Hasonló fázisugrás figyelhető meg a gumikötélen terjedő hullám visszaverődésénél rögzített végpontnál.) A hátsó felületnél az optikailag ritkább közeghez érkező fény visszaverődésekor nem történik fázisugrás. (A gumiköteles hasonlatban ez a szabad végről visszaverődő hullámnak felel meg.)
Így ‐ az igen vékony falú buboréknál ‐ gyakorlatilag minden színre kioltás történik, ezért látjuk sötétnek (majdnem feketének) az ilyen buborékok felületének bizonyos részeit.