Störungen und Fenster

Neulich lernte ich etwas über Interferenzmuster mit dem Effekt einer Blase, die einen Regenbogen auf der Oberfläche erzeugt. Ich habe gelernt, dass die Reflexionen von beiden Seiten der Seife je nach Dicke der Seife konstruktiv oder destruktiv stören können, um Farbe zu erzeugen.

Ein weiteres Beispiel wäre ein Mikroskop-Objektträger, der ein kreisförmiges Muster wie das folgende erzeugt:

Aber warum machen Dinge wie Windows das nicht? Es gibt eine Grenze – das Glas und die Luft auf beiden Seiten davon. Warum ist das anders als die Seife oder der Objektträger?

Das reflektierende Medium muss eine Dicke haben, die mit der Wellenlänge des Lichts vergleichbar ist. Fenster sind einfach zu dick.
@Lemon Das solltest du in eine Antwort schreiben, nicht in die Kommentare.
Ja aber warum ist das so? Was meinen Physiklehrer verblüfft hat, ist, warum das so sein muss

Antworten (1)

Aufgrund der Glasstruktur keine Störungen.

Um die Dicke zu bestimmen, die erforderlich ist, um Dünnfilminterferenzen sowohl im Licht als auch in Öl- oder Seifenblasen zu verursachen, verlassen Sie sich auf die folgenden Gleichungen:

2 N F ich l M D F ich l M cos θ = M λ
2 N F ich l M D F ich l M cos θ = ( M 1 2 ) λ
Dies sind die Gleichungen für konstruktive und destruktive Interferenz. Diese Folien können rechnerisch nahezu beliebig dick sein. Wie in den Kommentaren erwähnt, muss Ihr reflektierendes Medium eine Dicke haben, die mit der Wellenlänge des Lichts vergleichbar ist . Dies spiegelt sich nicht in den obigen Gleichungen wider. Warum?

Die obige Mathematik berücksichtigt nicht die Realität der Materialeigenschaften. In der realen Welt verbinden sich Gruppen von Atomen oder Molekülen in Materialien zu Kristallen. Kühlt man ein Stück Material schnell genug ab, bilden die einzelnen Atome oder Moleküle ungeordnet einen Festkörper; eine solche Materialorganisation wird als amorphe Struktur bezeichnet. Glas ist ein solches Material, das keine langreichweitige kristalline (amorphe) Struktur hat. Materialwissenschaftler nennen eine solche Struktur amorph oder glasig .

Glasigen Strukturen mangelt es einfach an Gesamtorganisation über große Distanzen. Obwohl jeder Glasabschnitt Licht absorbiert oder durchlässt, verhindert der allgemeine Mangel an Struktur, dass Interferenzmuster beobachtet werden. Diese Interferenzeffekte, falls vorhanden, werden durch mögliche Interferenzeffekte von anderen Abschnitten des Glases negiert. Der Lichtstrahl wird auch "durcheinander gebracht", wenn er durch dieses unebene Material geht, wodurch Teile davon gegenüber dem ursprünglichen Strahl phasenverschoben und daher schwerer zu negieren sind. Glas erzeugt also im kleinen Maßstab diese Effekte, aber sie werden durch die Effekte anderer Glasabschnitte negiert.

Dünne Materialschichten, selbst in glasigen Materialien, weisen höhere Ordnungsgrade auf. Diese Ordnung über einen kleinen Bereich ermöglicht das Auftreten von Interferenzeffekten ohne die Unordnung größerer Skalen, die jedes Interferenzmuster zerstört. Aus diesem Grund müssen Folien so dünn wie möglich sein; größere Dicken führen zu mehr Möglichkeiten, das Licht zu streuen und jedes gewünschte Interferenzmuster zu negieren.

Es stimmt, dass es mehrere Grenzen gibt, an denen Licht an modernen Fenstern reflektiert und gebrochen werden kann. Sie reflektieren Licht, wie man sieht, wenn man aus einem hellen Raum hinaus in die dunkle Nacht blickt. Was Sie nicht sehen, ist die Unordnung von Luft und Glas, die vorübergehend die Interferenzmuster erzeugt und dann zerstört.