TalebeDunyasi.Com | Öğrenci Ödev Portalı

İNCE ZARDA GİRİŞİM

               Bir sabun köpüğü ya da, kirli su yüzeyinde oluşan ince yağ tabakası üzerine çok renkli ışık demeti düşürdüğümüzde her iki yüzeyinde de gökkuşağı renklerini gözlemleyebiliriz. Acaba bu renklenmenin nedeni nedir?

               Saydam sabun baloncuğu veya ince yağ tabakası üzerine düşen ışığın bir kısmı yüzeyden yansırken, bir kısmı kırılır. Bu ince tabakanın alt yüzeyine kırılarak gelen ışın saydam ortamı terk ederken yine yansıma ve kırılmaya uğrayan ışık ışınları karşılaştığı noktalarda girişim olayını gerçekleştirerek  renklenmeye neden olur. Burada meydana gelen yansıma ve kırılma olayları sonucu girişimi birbirine bağlı hafif ve ağır yaylarda atmanın yansıma ve iletilmesi ile paralellik kurarak rahatlıkla açıklayabiliriz.               Hava ortamına yerleştirilen paralel yüzlü ince bir film tabakasında hava ortamını hafif yay, film ortamını kalın yay olarak düşünelim.

               Işık ışınının tepe noktası zar ortamına gönderilirse şekildeki gibi yansıma ve kırılmaya uğrayacaktır. Deney monokromatik ışık ile gerçekleştirilirse girişim yapan ışık ışınları aydınlık ve karanlık bölgeler oluşturur.

               Üst yüzeyden yansıyan ( 1 ) nolu ışın ile alt yüzeyden yansıyan ( 2) nolu ışın göz önüne alındığında ( 1 ) nolu ışının yansıma sırasında ters döndüğü gözlenir bu nedenle ( 1 ) ve ( 2 ) ışınları arasındaki yol farkı incelenirse

               * ( 2 ) ışını ( 1 ) ışınından zar içinde 2d fazla yol almıştır.

               * ( 1 ) ışını ters dönerek λzar / 2 kadar gecikmiştir.

               O halde yol farkı ( ΔS )

               ΔS = 2d + ( λzar/2 ) = ( n - 1/2 ) λzar  ise zarın üst yüzeyi karanlık.

               ΔS = 2d + ( λzar /2 ) = nλzar ise zarın üst yüzeyi aydınlıktır.    n = 1, 2, 3, 4, .....  tam sayı

               Aydınlık ve karanlık için zarın minimum kalınlığı hesaplanırken n = 1 için d = 0 oluyorsa aynı olay n = 2 için denenir.

               NOT: Zara üstten bakan göz zar kalınlığı λzar/4 ün tek katları kadarsa yani,

               λzar/4,   3λzar/4,     5λzar/4......

               ( 2k - 1 ) λzar/4   ise aydınlık görür.

               Zar kalınlığı 0 ve λzar/2    nin katları yani

               0,    λzar/2,   2λzar/2, ....... ( k - 1 ) λzar/2   ise karanlık görür.

               NOT: İnce filmlerde girişimin iyi gözlenmesi için film kalınlığı fazla olmamalıdır. Aksi halde film içinde yansıyan ışınların şiddeti zayıflar girişime etkisi azalır.

               Alt yüzeyde girişim yapan ( 3 ) ve ( 4 ) ışınları incelendiğinde

               * ( 4 ) ışını ( 3 ) ışınından zar içinde 2d fazla yol almıştır.

               * Atmaların her ikisi de tepe kaldığı için faz farkı oluşmaz.

               O halde girişim yapan ( 3 ) ve ( 4 ) ışınları için yol farkı yalnız

               ΔS = 2d  olur.

               ΔS = 2d = ( n - 1/2 ) λzar  ise zarın alt yüzeyi karanlık

               ΔS = 2d = nλzar ise zarın alt yüzeyi aydınlık olacaktır.

               NOT: Kalınlığı değişen bir zar yüzeyi için zarın her noktasında kalınlığa bağlı olarak yol farkı değişeceğinden monokromatik ışık ile aydınlatılırsa ardışık aydınlık ve karanlık saçaklar gözlenirken, beyaz ışıkla aydınlatılırsa renklenme gözlenir.

               ZARIN ALTINDA KIRILMA İNDİSİ ZARDAN DAHA BÜYÜK BİR SAYDAM ORTAM VARSA

               İnce zarda meydana gelen girişim olaylarından faydalanılarak bir ortamda ışığın istenildiği gibi yansıtılması veya iletilmesi sağlanabilir. İnce zarda ışığın girişiminden faydalanılarak bir çok optik sistem ince film tabakaları ile kaplanılarak istenilen oranda yansıma ve soğurma sağlanmaktadır.

               Zarın altına kırılma indisi zardan büyük bir saydam madde konulduğunda A ve B yüzeylerinden yansıyan ( 1 ) ve ( 2 ) nolu ışınların her ikisi de ters döner. Bu nedenle aralarında yansıma sonucu faz farkı oluşmaz ancak ( 2 ) ışını ( 1 ) nolu ışına göre zar içinde 2d fazla yol alacağından girişim yapan ( 1 ) ve ( 2 ) nolu ışınların yol farkı yalnız 2d olacaktır.

               Şekildeki zar yüzeyi monokromatik ışık ile aydınlatılırsa girişimi yapan ( 1 ) ve ( 2 ) ışınlar için yol farkı

               ΔS = 2d = ( n - 1/2 ) λzar  ise zar yüzeyi karanlık

               ΔS = 2d = n λzar   ise zar yüzeyi aydınlık olacaktır.

Kaynak: www.uzmanfizikci.com