Тема . №23 МКТ и Термодинамика. Электродинамика (Расчетная задача)

.11 Волновая оптика

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №23 мкт и термодинамика. электродинамика (расчетная задача)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#107672

На поверхность стекла нанесена плёнка толщиной 120 нм с показателем, меньшим показателя преломления стекла. На плёнку по нормали к ней падает свет с длиной волны 744 нм. При каком минимальном значении показателя преломления nпл  плёнка будет "просветляющей"(т.е. отражённые лучи практически полностью гасятся)?

Источники: Демидова 1000 задач Физика

Показать ответ и решение

Понятие "просветляющей"пленки эквиваленто минимуму интерференция на поверхности пленки. Вспомним условие минимума интерференции

          λ
Δ =(2m + 1)2,

где Δ  - оптическая разность хода, m  - целое число, λ  - длина волны.
Условие минимума может быть достигнуто только в том случае, когда появляется ненулевая оптическая разность хода между лучами(падающему и отраженному от пленки и падающему и проходящему в плёнку, а затем отраженному от стекла). Пусть высота пленки l =120 нм  .
Когда свет проходит расстояние l  в среде с показателем преломления nпл  , его фазовый путь (или оптическая длина пути) увеличивается по сравнению с движением в вакууме.
Связь между длиной волны в вакууме λ0  и в среде λпл  задаётся формулой:

λпл = λ0-.
     nпл

Так как показатель преломления nпл  определяется как отношение скорости света в вакууме c  к скорости света в среде v

      c
nпл = v.

то в среде свет движется медленнее, и поэтому его длина волны уменьшается. Когда луч проходит вниз через плёнку, а затем обратно вверх, он фактически проходит геометрический путь 2l  . Однако, из-за изменения скорости света в плёнке его фазовый эквивалентный путь становится:

Δ =2lnпл.

Это означает, что свет проходит в плёнке эффективно большее расстояние с точки зрения фазовых изменений, чем в воздухе.
Так как отраженный луч от пленки и луч, прошедший через пленку и отразившийся о стекло, имеют оба потерю в фазе в π  , то на оптическую разность хода это никак не повлияет.
Тогда условие минимума интерференции выглядит следующим образом

             λ0
2lnпл = (2m + 1) 2 ,

             λ0
2lnпл = (2m + 1)-2 .

Минимальное значение nпл  будет достигаться при m = 0

2lnпл = λ0,
       2

      λ0   744
nпл = 4l = 4⋅120 = 1,55.
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!