Õhukese kile interferents
Valgus, mis peegeldub õhukese kile — seebimulli, õlilaigu, peegeldumisvastase katte — ülemiselt ja alumiselt pinnalt, läbib veidi erineva teepikkuse ja võib olenevalt kile paksusest ja valguse lainepikkusest interfereeruda kas võimendavalt või nõrgendavalt, mistõttu näitavad sellised kiled muutuvaid vikerkaarevärve, mitte üht peegeldunud värvi.
Practise this conceptÕhukesel kilel on kaks pinda — ülemine ja alumine — ning sellele langev valgus peegeldub osaliselt mõlemalt. Kaks peegeldunud lainet läbivad veidi erineva teepikkuse: alumiselt pinnalt peegelduv valgus peab liikuma kilesse ja sealt uuesti välja, lisateepikkus, mis sõltub otseselt kile paksusest. Kui need kaks peegeldunud lainet ühinevad uuesti su silma poole teel olles, interfereeruvad need, ja kas see interferents on antud lainepikkusel võimendav või nõrgendav, sõltub sellest, kuidas see lisateepikkus kaasneva lainepikkusega võrreldes suhtub.
Kuna võimendava interferentsi tingimus sõltub lainepikkusest, võimenduvad või tühistuvad eri kile paksuste juures erinevad valguse värvid. Valge valgus sisaldab korraga iga nähtavat lainepikkust, seega mistahes punktis, kus kilel on kindel paksus, interfereeruvad mõned lainepikkused võimendavalt (ja paistavad heledad), samal ajal kui teised interfereeruvad nõrgendavalt (ja kaovad peegeldusest) — säilinud segu ongi see, mida sa tajud värvina, täiesti ilma igasuguse pigmendi või värvaineta. Seebikilel ei ole üldse kindlat paksust: raskusjõud kurnab seda ülevalt õhemaks, õhuvoolud häirivad seda ja selle paksus muutub pidevalt üle pinna ja aja jooksul, ja just seepärast värvid keerlevad ja nihkuvad, selle asemel et paigal püsida.
Sama mehhanism, kavandatuna, mitte juhuslikult, on see, mida kasutavad kaamerate läätsede ja prillide peegeldumisvastased katted: hoolikalt valitud paksusega kate on kavandatud nii, et nähtavas vahemikus peegelduv valgus interfereerub nõrgendavalt, tühistades enamiku peegeldusest ja lastes rohkem valgust läbi läätse selle asemel, et see selle pinnalt tagasi põrkaks. Märja sõidutee õlilaigu vikerkaarelised toonid on sama füüsika, ainult õhus oleva seebikile asemel vees peal oleva erineva paksusega õlikilega.
Key ideas
Requires: Interferents ja difraktsioon
Common misconceptions
- Seebimullil nähtavad värvid tulevad seebikile enda pigmentidest või värvainetest.
- Õhuke kile peegeldab kõikjal sama värvi, sõltumata sellest, kui paks see eri kohtades on.
- Kaks õhukese kile kahelt pinnalt peegelduvat valguslainet läbivad alati täpselt sama teepikkuse.
Resources
Kuulub nende TÜ ainete hulka
See mõiste on kaardistatud järgmis(t)e Tartu Ülikooli õppekava aine(te) osaliseks kattmiseks.
- OptikaLOFY.01.008
- Kiletehnoloogia ILOFY.02.013