дано:
- Длина волны света в воздухе (λ_air) = 0,66 мкм = 0,66 * 10^(-6) м.
- Показатель преломления воды (n) ≈ 1,33 (для воды).
найти:
а) Как расположены полосы — вертикально или горизонтально?
б) Насколько толщина плёнки у нижней стороны рамки больше, чем у верхней, если наблюдается 10 светлых полос?
решение:
а) Полосы расположены горизонтально, так как интерференция происходит между отражёнными волнами от верхней и нижней границ плёнки. При этом наблюдаются светлые и тёмные полосы, которые располагаются перпендикулярно направлению падения света.
б) Длина волны света в воде определяется по формуле:
λ_water = λ_air / n,
где λ_water - длина волны света в воде.
Подставим известные значения:
λ_water = (0,66 * 10^(-6)) / 1,33 ≈ 0,4962 * 10^(-6) м.
Для минимальной толщины плёнки с условием интерференции для светлых полос выполняется:
2 * d = m * λ_water,
где m — порядок интерференции (для светлых полос m = 0, 1, 2, ..., 9, так как наблюдается 10 светлых полос).
Следовательно, максимальное значение m = 9.
Теперь выражаем разницу в толщине плёнки между нижней и верхней сторонами рамки при m = 9:
2 * d = 9 * λ_water.
Теперь найдем d:
d = 9 * λ_water / 2 = 9 * (0,4962 * 10^(-6)) / 2 ≈ 2,2379 * 10^(-6) м.
Поскольку m увеличивается на единицу, когда толщина плёнки увеличивается на λ_water/2, то разница в толщине плёнки между нижней и верхней сторонами будет равна:
Δd = λ_water / 2.
Теперь подставим значение:
Δd = (0,4962 * 10^(-6)) / 2 ≈ 0,2481 * 10^(-6) м.
ответ:
а) Полосы расположены горизонтально.
б) Толщина плёнки у нижней стороны рамки больше, чем у верхней на примерно 0,2481 мкм.