Номер 6.15, страница 35 - гдз по физике 9 класс задачник Артеменков, Ломаченков

VI. Электромагнитная природа света - номер 6.15, страница 35.

Условие.

6.15 После дождя можно видеть радужные полосы от тонких слоёв нефтепродуктов, масла, керосина на поверхностях луж. Чем объясняются наблюдаемые цветные полосы?

Решение.

Наблюдаемые радужные полосы на поверхности луж с тонкими слоями нефтепродуктов, масла или керосина объясняются физическим явлением, которое называется интерференция света в тонких плёнках.

Белый солнечный свет состоит из электромагнитных волн разной длины, которым соответствуют разные цвета (спектр). Когда свет падает на тонкую плёнку масла на воде, происходят следующие процессы:

1. Часть световых лучей отражается от верхней поверхности плёнки (граница воздух-масло).
2. Другая часть лучей преломляется, проходит сквозь плёнку и отражается от её нижней поверхности (граница масло-вода).

В результате к наблюдателю приходят две световые волны, отражённые от разных поверхностей. Вторая волна проходит дополнительное расстояние, равное примерно удвоенной толщине плёнки. Из-за этой разницы в пройденном пути (разности хода) волны, накладываясь друг на друга, интерферируют – то есть усиливают или ослабляют друг друга.

Условие усиления (конструктивной интерференции) или ослабления (деструктивной интерференции) света зависит от соотношения между разностью хода и длиной световой волны ($ \lambda $).

Поскольку толщина масляной плёнки на луже обычно неравномерна, в разных её точках создаются условия для усиления волн разной длины. Там, где толщина плёнки способствует усилению, например, красного цвета, мы видим красную полосу. В месте с другой толщиной может усиливаться зелёный цвет, и мы увидим зелёную полосу. Таким образом, белый свет разлагается в спектр, и мы наблюдаем радужную картину, где каждый цвет соответствует определённой толщине плёнки.

Ответ: Наблюдаемые цветные полосы объясняются явлением интерференции света. Световые волны, отражённые от верхней и нижней поверхностей тонкой плёнки нефтепродуктов, накладываются друг на друга. В зависимости от толщины плёнки и длины волны света происходит усиление одних цветов спектра и ослабление других, что и создаёт радужную окраску.