Реши задание на изображении
Краткий ответ: на мыльном пузыре видны разноцветные изогнутые полосы и кольца. Они возникают из-за интерференции волн, отражённых от внешней и внутренней поверхностей мыльной плёнки. Плёнка постепенно стекает и испаряется, поэтому её толщина меняется, а вместе с ней постоянно меняется окраска пузыря.
Описание опыта
а) Наблюдение
При освещении пузыря белым светом на его поверхности видны радужные полосы: красные, жёлтые, зелёные, синие, фиолетовые, а также тёмные участки.
б) Зарисовка
Нужно изобразить овальный пузырь и несколько изогнутых, почти параллельных цветных полос или колец. Порядок цветов может быть разным, так как он зависит от толщины плёнки и угла наблюдения.
в) Форма и изменение интерференционной картины
- Интерференционные спектры имеют форму изогнутых полос или колец, часто примерно горизонтальных.
- Это происходит потому, что полосы являются линиями одинаковой толщины мыльной плёнки. Пузырь имеет сферическую форму, а жидкость стекает вниз под действием силы тяжести.
- Со временем полосы перемещаются, изменяют ширину и цвет. В верхней части плёнка обычно становится тоньше, поэтому перед разрывом там может появиться и увеличиваться тёмная область.
г) Почему окраска пузыря всё время меняется
Толщина мыльной плёнки непрерывно изменяется из-за стекания жидкости, испарения и движения пузыря. Поэтому изменяется разность хода отражённых волн: цвет, который усиливался, перестаёт усиливаться, а вместо него становится заметен другой цвет.
д) Волновое объяснение
Свет отражается от двух поверхностей мыльной плёнки:
- от внешней поверхности;
- от внутренней поверхности.
Отражённые волны идут почти в одном направлении и накладываются друг на друга. Если их колебания приходят в одинаковых фазах, происходит усиление света; если в противоположных фазах — ослабление или гашение.
Разность хода волн приблизительно равна
\[ \Delta=2nd\cos r, \]
где \(n\) — показатель преломления мыльной плёнки, \(d\) — её толщина, \(r\) — угол преломления.
Из-за отражения от границы воздух–плёнка возникает дополнительный сдвиг фазы. Поэтому в отражённом свете:
\[ 2nd\cos r=m\lambda \]
соответствует тёмным полосам, а
\[ 2nd\cos r=\left(m+\frac12\right)\lambda \]
— светлым полосам.
Белый свет состоит из волн разных длин. Для каждой длины волны условие усиления выполняется при своей толщине плёнки, поэтому мы видим разноцветные полосы.
Проверка: если толщина \(d\) меняется, изменяется и \(\Delta\), значит, меняются условия усиления разных цветов. Поэтому наблюдаемая окраска действительно должна постоянно изменяться.
Обсуждение
4 сообщенияПодпиши задание как на фото
Пришли, пожалуйста, фото ещё раз: в текущем чате мне не видны точные подписи и формулировки задания, поэтому я не смогу оформить его точно как на фото.
Это продолжение текущего задания: ты прислал фото, о котором я просил. Оформление с подписями как на изображении:
Опыт 3. Наблюдение интерференции света на мыльном пузыре
а) Наблюдать интерференцию света на мыльном пузыре при освещении белым светом.
б) Сделать зарисовку.
с) Описать опыт:
Какую форму имеют интерференционные спектры?
Они имеют форму изогнутых полос или колец.Почему?
Полосы соответствуют участкам плёнки одинаковой толщины. Мыльный пузырь имеет сферическую форму, а плёнка стекает вниз.Как изменяется интерференционная картина со временем?
Полосы перемещаются, изменяют форму и цвет; сверху постепенно появляется тёмный участок, так как плёнка становится тоньше.
d) Почему окраска пузыря всё время меняется?
Толщина мыльной плёнки постоянно изменяется из-за стекания жидкости и испарения. Поэтому изменяется разность хода отражённых волн и усиливаются волны разных цветов.
e) Объяснить явление интерференции с волновой точки зрения.
Свет отражается от внешней и внутренней поверхностей мыльной плёнки. Отражённые волны накладываются друг на друга: при совпадении фаз происходит усиление, а при противоположных фазах — ослабление света. Белый свет состоит из волн разных длин, поэтому на пузыре видны разноцветные полосы.
