Интерференция света в тонких пленках

Автор работы - Коновалова Александра, 11а класс, МОУ «Шенкурская СОШ», г. Шенкурск Научный руководитель - Минина Ольга Федоровна, учитель физики МОУ «Шенкурская СОШ»

Цель работы: пронаблюдать явление интерференции света с использованием тонких пленок. Задачи: рассмотреть теорию интерференции волн и ее частного случая – интерференцию света; пронаблюдать интерференцию в различных видах тонких пленок в отражённом и проходящем свете; объяснить результаты опытов.

Методы исследования: теоретический (изучение учебной, научно-популярной и занимательной литературы по данной теме, поиск информации в Интернете, анализ полученной информации); экспериментальный (постановка опытов по наблюдению данного явления); подбор и решение качественных задач-вопросов по результатам опытов; фотографирование результатов опытов, создание видеоматериалов.

Теория интерференции Интерференция волн – сложение двух когерентных волн, вследствие которого возникает устойчивая картина результирующих колебаний. Когерентные источники – источники, колеблющиеся с одинаковой частотой (длиной волны) и постоянной разностью фаз. При этом в среде возникают точки максимумов и минимумов.

Точки максимума – точки среды, в которой волны приходят в одной фазе и усиливают друг друга; амплитуда колебаний в них максимальна. Условие максимумов: ∆d = kλ , где k = 0, 1, 2…

Точки минимума – точки среды, в которых волны приходят в противофазе и ослабляют друг друга; амплитуда колебаний в них минимальна. Условие минимумов ∆d = (2k + l) λ /2 , где k = 0, 1, 2…

Интерференция в тонких плёнках В проходящем свете В отражённом свете .

Виды тонких плёнок Мыльная пленка Пленка бензина Пленка лака Пленка оксидов на металле Просветляющая пленка на оптических приборах

Получение интерференционной картины с помощью плоской мыльной плёнки в отражённом свете Установка для наблюдения интерференции

Изменение вида пленки с течением времени Вид мыльной пленки через различные светофильтры

«Мыльный пузырь, пожалуй, самое изысканное чудо природы» (Марк Твен)

Изменение вида мыльного пузыря с течением времени

Интерференция на плёнке лака на воде

Интерференция на плёнке лака в воздухе Зависимость вида пленки от угла падения лучей

Интерференция на мыльной пленке и пленке лака в проходящем свете

Интерференция на плёнке бензина

Интерференция света на плёнке оксидов (цвета побежалости)

Интерференция на крыльях стрекоз и бабочек

Объективы фотоаппаратов с просветленной оптикой

Отчего и почему? - Почему на стальном лезвии при нагревании образуются цвета побежалости? - Почему на фотографиях и на экране полосы максимумов интерференции внизу шире, чем вверху? - Что такое «просветление оптики»? Зачем оно необходимо? - Почему объективы оптических приборов с просветленной оптикой имеют сиреневый оттенок? - Почему на фотографии интерференционной картины, полученной в красном свете, полосы шире, чем в синем свете?

Вывод: Интерференция света - это очень красивое оптическое явление, которое делает нашу жизнь ещё более яркой и красочной. В то же время, это очень сложное явление. В ходе работы мы сделали большое количество фотографий и видеосюжетов, которые в дальнейшем могут быть использованы на уроках физики и во внеурочной работе.

Список литературы 1) Гофман Ю.В. Законы, формулы, задачи физики. – Киев.: Наукова думка, 1977. -572с. 2) Демонстрационный эксперимент по физике в старших классах средней школы. Т.2. Электричество. Оптика. Физика атома. Пособие для учителей. Под ред. А.А. Покровского. - М.: Просвещение, 1972. - 448 с. 3) Касьянов В.А. Физика. 11 кл.: Учебник для ООУ. – М.: Дрофа, 2002. - 416 с. 4) Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики: В 3т. - М.: Наука, 1972. Т.III. 640 с. 5) Марголис А.А. и др. Практикум по школьному физическому эксперименту. - М.: Просвещение, 1977. - 304 с. 6) Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика: Учебник для 11 класса ООУ. - М.: Просвещение, 2007. - 336 с. 7) Открытая физика. Часть 2. – г. Долгопрудный: Компания «Физикон», 2002. 8) Орехов В.П. Колебания и волны в курсе физики средней школы. Пособие для учителей. – М.: Просвещение, 1977. - 176 с. 9) Рабиза Ф.В. Опыты без приборов. – М.: Дет. Лит., 1988. – 111 с. 10) Сборник задач по физике: Для 9-11 кл. ООУ/Сост. Г.Н. Степанова. – М.: Просвещение, 1996. - 256 с. 11) Тульчинский М.Е. Сборник качественных задач по физике. Пособие для учителя. - М.: Просвещение, 1961.- 240 с. 12) Фронтальные лабораторные занятия по физике в 7 – 11 классах ООУ. Книга для учителя. Под ред. В.А. Бурова, Г.Г. Никифорова. – М.: Просвещение, 1996. - 368 с. 13) Яворский Б.М., Пинский А.А. Основы физики: В 2 т.- М.: Наука, 1974. – 464 с. 14) http://ru.wikipedia.org