Zwei Spiegel, eine Haut
Licht, das auf die Seifenhaut fÀllt, wird nur an deren Vorderseite reflektiert.
ErklĂ€rung: An jeder GrenzflĂ€che wird ein Teil des Lichts reflektiert â an der Vorderseite (LuftâSeifenhaut) und an der RĂŒckseite (SeifenhautâLuft). Genau diese zwei zurĂŒcklaufenden Wellen machen die Blase zum Interferenzexperiment.
Wie groĂ ist bei fast senkrechtem Einfall der Gangunterschied der beiden an der Seifenhaut (Dicke d) reflektierten Wellen?
ErklĂ€rung: Die an der RĂŒckseite reflektierte Welle lĂ€uft die Dicke zweimal ab â hinein und wieder heraus, also 2d. Dazu kommt der Phasensprung der vorderen Reflexion an der AuĂenseite, der wie ein zusĂ€tzlicher Weg von λ/2 wirkt.
Welche bekannte Situation entspricht dem Phasensprung bei der Reflexion an der AuĂenseite der Seifenhaut?
ErklĂ€rung: Bei der Reflexion am optisch dichteren Medium klappt die Welle um â wie der Seilberg, der am festen Ende als Tal zurĂŒcklĂ€uft, und wie die Mikrowelle an der Metallwand. Die Umkehr wirkt im Gangunterschied wie ein zusĂ€tzlicher halber Wellenzug.
Die beiden an Vorder- und RĂŒckseite reflektierten Wellen sind kohĂ€rent, weil sie aus derselben einfallenden Welle hervorgegangen sind.
ErklĂ€rung: Teilung einer Welle an zwei GrenzflĂ€chen ist wie der Doppelspalt eine Methode, zwei gleichfrequente, gleichphasig gestartete Wellen zu erzeugen â die Voraussetzung fĂŒr ein stabiles Interferenzbild.
An welcher der beiden Reflexionen der Seifenhaut tritt der Phasensprung von λ/2 auf?
ErklĂ€rung: AuĂen trifft das Licht aus der Luft auf die dichtere Seifenlösung â Reflexion mit Umklappen. Innen lĂ€uft es aus der dichteren Lösung gegen die dĂŒnnere Luft â Reflexion ohne Phasensprung, wie die Seilwelle am losen Ende. TrĂ€ten beide SprĂŒnge auf, wĂŒrden sie sich im Gangunterschied gerade wegheben.
Experiment im Applet â du verdoppelst die Schichtdicke d. Was passiert mit dem Gangunterschied Îs = 2d + λ/2?
ErklĂ€rung: Der Summand λ/2 stammt vom Phasensprung und ist von der Dicke unabhĂ€ngig â beim Verdoppeln von d wĂ€chst Îs deshalb um 2d, verdoppelt sich aber nicht exakt. Beobachte das Anzeigefeld, wĂ€hrend du den Regler ziehst.
An einer Stelle ist die Seifenhaut viel dĂŒnner als die WellenlĂ€nge (d â 0). Wie groĂ ist dort der Gangunterschied der beiden reflektierten Wellen?
ErklĂ€rung: Îs = 2d + λ/2 und mit d â 0 bleibt nur der Phasensprung λ/2 â die beiden Wellen löschen sich aus. Deshalb wird die Haut kurz vor dem Platzen schwarz.
Die Farben eines Ălfilms auf einer PfĂŒtze entstehen nach demselben Prinzip wie die Farben einer Seifenblase.
ErklĂ€rung: Auch der Ălfilm ist eine dĂŒnne Schicht mit zwei reflektierenden GrenzflĂ€chen; die Farbe hĂ€ngt von der Schichtdicke ab.