Все для детей


Группы нашего сайта в социальных сетях RSS-лента сайта Allforchildren.ru. Подпишись на новости по e-mail! Группа сайта Allforchildren.ru в Одноклассниках Группа сайта Allforchildren.ru ВКонтакте Канал Allforchildren.ru Media на Youtube (мастер-классы, сказки) Группа сайта  Allforchildren.ru в Facebook Лента сайта Allforchildren.ru в Twitter Канал Allforchildren.ru на Youtube (песни из фильмов и мультфильмов, учебная фильмотека)
Помоги цветочку вырасти: кликни на лепесток твоей любимой социальной сети и присоединяйся к нашей группе. Чем больше друзей сайта в соцсетях, тем пышнее наш с вами цветок!

Книга замечаний и предложений

Книга замечаний и предложений
Возраст: 12+

П О Ч Е М У Ч К А

Почему бензин на лужах образует радужные пятна?

Бензин не смешивается с водой. Поэтому, попадая, например, в лужу на дороге, он растекается по её поверхности и образует тончайшую пленку. Эта пленка обладает замечательным физическим свойством - создавать вот такие радужные картины.

Интерференция света на плёнке бензина

Почему это происходит?

Световые лучи, попадающие на бензиновую пленку, разделяются: часть луча отражается от поверхности бензиновой пленки (границы воздуха и бензина), а часть проходит через бензиновый слой, доходит до границы бензин-вода и отражается уже от этой границы (еще одна часть уходит в глубь воды, но для нашего вопроса эта составляющая значения не имеет).

Интерференция света в тонкой плёнке

В итоге получаются два отражённых луча, причем второй из них на пути к нашему глазу отстает от первого, потому что ему дважды пришлось преодолеть толщину плёнки. Эти два луча накладываются друг на друга, в результате чего в пространстве происходит перераспределение их энергии. Результирующие колебания при этом либо усиливаются, либо ослабляются. Усиление происходит, если преломленная волна 2 (см. рисунок) отстает от отраженной волны 1 на целое число длин волн. Если же вторая волна отстает от первой на половину длины волны или нечетное число полуволн, то произойдет ослабление света.

Это явление называется в физике интерференцией света.

Интерференция света в тонкой плёнке
Луч красного света, выходящий из точки Y, складывается из двух лучей:
части луча 1, прошедшей через плёнку, и части луча 2,
отражённой от внешней поверхности.
Длина пути XOY кратна длине волны падающего на плёнку света,
поэтому оба луча складываются в фазе и усиливаются.


Интерференция света в тонкой плёнке
В этом случае синие лучи при данной толщине плёнки
складываютсяв противофазе, потому что
расстояние XOY не пропорционально длине волны.
Результат - лучи складываются в противофазе
и гасятся: синий цвет не отражается от плёнки.

Для того чтобы могло происходить явление интерференции,два отражённых луча должны быть синхронными, согласованными, то есть их длины волн должны быть одинаковы, а сдвиг фазы - постоянным (физики называют такие волны когерентными). Обычные источники света не являются когерентными, потому что они состоят из большого числа атомных излучателей, работающих независимо друг от друга и несогласованно.Волны же, отраженные от наружной и внутренней поверхностей тонкой пленки, являются когерентными, потому что они являются частями одного и того же светового пучка.

Если бы лучи света имели одну длины волны, то есть были бы одноцветными (такой источник света называется монохроматическим), то интерференционная картинка выглядела бы как чередование светлых и черных полос (соответственно, интерференционных максимумов и минимумов). Но солнечные лучи - белые, в них присутствуют волны всего видимого спектра. Поэтому картина, которая получается на бензиновой пленке от солнечного света - разноцветная, радужная.

Дело в том, что разность хода лучей, отраженных от пленки, зависит от ее толщины. При определенной толщине условие максимума выполнится для какой-то длины волны, и пленка в отраженном свете приобретет цвет, соответствующий этой длине волны. Если же пленка имеет переменную толщину, а именно так обстоит дело с бензиновой плёнкой на воде, то интерференционные полосы приобретают радужную окраску, так как в разных участках плёнки условие максимума выполняется для разных длин волн.

Однако это не значит, что на плёнке с равномерной толщиной интерференцию наблюдать невозможно: ведь эффект интерференции определяется не только толщиной плёнки, но и другими факторами, например, углом падения светового пучка, показателем преломления плёнки.

Явление интерференции света можно наблюдать только в тонких пленках, толщина которых сравнима с длиной волны падающего на них света (но обязательно больше неё). Ведь свет - это сумма излучений с разной длиной волны. При прохождении через толстую пленку различия в прохождении лучей будут самые разные, и отражающиеся лучи не будут когерентными. То есть, конечно, какие-то волны будут в фазе, а какие-то - в противофазе, но некогерентных волн будет гораздо больше, и интерференционная картина просто "размажется". Тем не менее, в толстых пленках интерференцию наблюдать можно - для этого источник света должен быть монохроматическим.

Интерференцию света можно наблюдать не только на бензиновых плёнках на воде.

При разливах нефти в море водная поверхность покрывается радужными разводами - но только в тех случаях, когда нефтяная плёнка тонкая, не более микрона толщиной, то есть масштаб катастрофы относительно невелик.

Интерференция обусловливает радужные переливы на поверхности компакт-дисков.

Радужность мыльных пузырей - тоже результат интерференции. Толщина стенки мыльного пузыря немногим больше длины волн видимого спектра. По мере уменьшения толщины стенки пузырь постепенно меняет цвет. При толщине 230 нм он окрашивается в оранжевый цвет, при 200 нм — зеленый, при 170 нм — синий. Толщина пленки меняется неоднородно, поэтому она имеет пятнистый вид. Когда из-за испарения воды толщина стенки мыльного пузыря становится меньше длины волны видимого света, пузырь перестает переливаться цветами радуги, становится почти невидимым, перед тем как лопнуть - это происходит при толщине стенки примерно 20-30 нм.

Явление интерференции:

на стенке мыльного пузыря

на компакт-диске

на нефтяной плёнке

на оксидной плёнке металла
(цвета побежалости)

 


Ваши комментарии:

яков
2017-07-08 11:01:45
Интэрэсно но не че не понятно
КрИсТиНа
2017-05-23 16:48:57
Слишком заумно
Бахтияр 8 лет
2016-10-27 19:56:25
Во 2 классе.
Почемуто мне все понятно.
Дима
2016-02-18 01:11:47
При сложении наложении когерентных волн длина волны не меняется. А происходит усиление или ослабление определенных длин из всего спектра излучения, поэтому мы видим такую картинку
Юрій
2016-01-24 15:29:34
Чудове пояснення!
кристя
2015-12-19 15:25:40
позновательно
Дмитрий
2015-12-10 15:13:31
Слишком заумно, то что рассказывают в 9 классе на физике?!
Алиса Кузнецова
2015-11-21 21:18:58
Слишком заумно!
кирюня*
2015-03-25 08:41:38
слишком очень заумно, как я буду это обьяснять сыну?
^^^Махо_Няхо_О
2014-01-04 14:25:05
Очень интересно!

Посмотреть все комментарии

Ваше имя (ник):
Комментарий:
Введите результат вычисления
     

ЗАДАЙ СВОЙ ВОПРОС!

Почемучка

Понравилось? Расскажи об этой странице друзьям!

Как назвать будущего ребенка
Рассылки Subscribe.Ru
Новости и обновления
на сайте "Все для детей"




Система Orphus
 
Рейтинг@Mail.ru