Белый свет падает нормально на стеклянную пленку, толщина которой h = 0,40 мкм. Показатель преломления стекла n = 1,5. Определите все длины волн, лежащие в пределах видимого спектра (интервал длин волн 380—750 нм), которые в отраженном свете: а) максимально усилены; б) максимально ослаблены. Пластинка находится в воздухе.
от

1 Ответ

дано:  
h = 0,40 мкм = 0,40 · 10^-6 м (толщина пленки)  
n = 1,5 (показатель преломления стекла)  
длина волн в пределах видимого спектра: 380 нм = 380 · 10^-9 м и 750 нм = 750 · 10^-9 м

найти:  
а) длины волн, которые в отраженном свете максимально усилены;  
б) длины волн, которые в отраженном свете максимально ослаблены.

решение:

а) Максимально усиленные длины волн

Условие для максимального усиления отраженного света в тонкой пленке:

2h = (m + 1/2) * λ / n,

где m — целое число.

1. Выразим λ:

λ = 2hn / (m + 1/2).

2. Подставим величины:

λ = 2 * (0,40 · 10^-6 м) * 1,5 / (m + 1/2) = (1,20 · 10^-6 м) / (m + 1/2).

3. Теперь найдем значения λ при различных m:

- Для m = 0:

λ₀ = (1,20 · 10^-6 м) / (0 + 1/2) = 2,4 · 10^-6 м = 2400 нм (не входит в видимый спектр).

- Для m = 1:

λ₁ = (1,20 · 10^-6 м) / (1 + 1/2) = 0,8 · 10^-6 м = 800 нм (не входит в видимый спектр).

- Для m = 2:

λ₂ = (1,20 · 10^-6 м) / (2 + 1/2) = 0,48 · 10^-6 м = 480 нм (входит в видимый спектр).

- Для m = 3:

λ₃ = (1,20 · 10^-6 м) / (3 + 1/2) = 0,32 · 10^-6 м = 320 нм (не входит в видимый спектр).

Таким образом, максимальное усиление в отраженном свете происходит при λ = 480 нм.

 б) Максимально ослабленные длины волн

Условие для максимального ослабления отраженного света в тонкой пленке:

2h = m * λ / n,

где m — целое число.

1. Выразим λ:

λ = 2hn / m.

2. Подставим величины:

λ = 2 * (0,40 · 10^-6 м) * 1,5 / m = (1,20 · 10^-6 м) / m.

3. Теперь найдем значения λ при различных m:

- Для m = 1:

λ₁ = (1,20 · 10^-6 м) / 1 = 1,20 · 10^-6 м = 1200 нм (не входит в видимый спектр).

- Для m = 2:

λ₂ = (1,20 · 10^-6 м) / 2 = 0,60 · 10^-6 м = 600 нм (входит в видимый спектр).

- Для m = 3:

λ₃ = (1,20 · 10^-6 м) / 3 = 0,40 · 10^-6 м = 400 нм (входит в видимый спектр).

- Для m = 4:

λ₄ = (1,20 · 10^-6 м) / 4 = 0,30 · 10^-6 м = 300 нм (не входит в видимый спектр).

Таким образом, максимальное ослабление в отраженном свете происходит при λ = 600 нм и λ = 400 нм.

ответ:
а) Максимально усиленные длины волн: 480 нм.  
б) Максимально ослабленные длины волн: 600 нм и 400 нм.
от