2017-10-15
На мыльную пленку нормально падает пучок белого света. Найти наименьшую толщину пленки, если от нее наиболее интенсивно отражается зеленый свет ($\lambda = 0,55 мкм$), а показатель преломления пленки равен $n = 1,33$.
Решение:
Интенсивное отражение от пленки света с определенной длиной волны обусловлено интерференционным усилением световых волн, отраженных от поверхностей пленки. Для того, чтобы это имело место, разность фаз $\Delta \phi$ колебаний в лучах, отраженных от разных поверхностей пленки, на одном и том же расстоянии от ее верхней поверхности, на которую падает пучок белого света, должна быть равна $2 \pi m$, где $m$ - некоторое целое число. При нормальном падении свет, отраженный от нижней поверхности, дополнительно проходит путь, равный удвоенной толщине $h$ пленки, двигаясь с фазовой скоростью в п раз меньшей, чем вне пленки. Кроме того, при отражении от оптически более плотной среды, т.е. при отражении от верхней поверхности пленки, фаза волны скачкообразно изменяется на $\pi$, а при отражении от оптически менее плотной среды, т.е. отражении от нижней поверхности пленки, фазы падающей и отраженной волн в точке падения совпадают. Поэтому интересующая нас разность фаз
$\Delta \phi = \frac{2 \pi}{T} \frac{2h}{c/n} + \pi = 2 \pi m$,
где $T$ - период колебаний, а $c$ - фазовая скорость света вне пленки. Учитывая, что длина волны наиболее интенсивно отражающегося света $\lambda = cT$, получим $h = (2m - 1) \lambda/4n$. Отсюда видно, что при минимальной толщине пленки $m = 1$, а искомая толщина пленки равна $h = \lambda /4n \approx 0,10 мкм$.