Teorija

 

Lom oziroma odboj svetlobe na tanki plasti:

Skica potovanja žarkov

Ob vstopu svetlobnega curka v plast naše snovi (milnice), se curek lomi po lomnem zakonu

Lomni zakon

Seveda se le del curka zlomi, namreč en del se ga odbije (z nasprotno fazo). Curek v milnici nato potuje naprej in ko pride do naslednje meje, se ga  del spet odbije in del zlomi v tretjo snov (zrak). To se lahko zgodi večkrat, a jakost svetlobnega toka potenčno pada. Zato bomo upoštevali prvi odboj.

enačba

d

Za pomoč pri izpeljavi si bomo definirali optično pot kot:
ddin  s

Ojačitve opazimo na razliki optičnih poti:

s


s


d

Ker se valovanje odbije z nasprotno fazo je pogoj za ojačitev :


formula


Iz tega torej sledi:

formula

Ker pa smo pri eksperimentu delali z β=0 je torej debelina:

formula

Iz prejšnje formule lahko izpeljemo formulo za lomni količnik:
s
(α je vpadni kot svetlobe, medtem ko je β kot, pod katerim se svetloba lomi)

Opazimo, da v enačbi nastopata le dve nam neznani spremenljivki -n2 in d, zato ju lahko določimo iz sistema dveh enačb, s tem da vzamemo podatke iz slik istega mehurčka ob istem času, iz različnih kotov.
Zapišemo:

formula
formula
formula
formula 

Ker je debelina v obeh meritvah enaka (gledamo isto točko), iz tega dobimo:
ds

Iz meritev nato dobimo da je:

n2 = 1,3 ± 0,17

Ker je napaka zelo velika in ker je bila v naši mešanici večinoma voda, bomo zato za računanje vzeli kar lomni količnik vode: n = 1,33.

Pri slikanju ravne opne smo zorni kot določili iz razmerja velikosti glavnih osi elipse, ki nastane pri sploščitvi kroga zaradi perspektive.  In sicer:
a
kjer je a daljša in b krajša os.

Milna opna

Pri slikanju polkrogle pa smo vzeli da je njen polmer enak R, točka, ki jo gledamo, pa da je od središča krogle oddaljena za r. Z izpeljavo dobimo, da je:
sd


Ker poznamo lomni količnik, smo si lahko iz tega izpeljali formule za debelino opne na poljubnem delu slike, tako da smo vstavili formule za kot v prvotno enačbo za interferenco.

Polmer polkroga milnega mehurčka

Dobro je, če razumemo pomen bele in črne barve na našem mehurčku. Pas bele barve nastane pri prvi interferenci barv vidnega spektra. Zaradi majhnih razlik v valovni dolžini, imajo prvo ojačitev vse barve na približno istem mestu, kar nam seveda da belo barvo.
Pas črne barve pa je tam, kjer je debelina opne v primerjavi z valovno dolžino zelo majhna. Od ene plasti mehurčka se svetloba odbije, od druge pa le z nasprotno fazo. Zaradi majhne debeline mehurčka, se ti fazi seštejeta skoraj brez dodatnega faznega premika, se pravi, intenziteti se odštejeta, kar nam da črno barvo. Kot imamo ojačitve barv (barvni pasovi), imamo tudi oslabitve, in vse barve imajo skupno le prvo oslabitev, kar nam da črno barvo.

 

DOMOV