الدرس: 4-4 التداخل في الأغشية الرقيقة

في حياتنا اليومية نشاهد أحياناً تلون بقع الزيت الطافية على سطح الماء بألوان زاهية، أو نشاهد أغشية فقاعة الصابون ملونة بألوان الطيف الشمسي سبب ذلك التداخل بين موجات الضوء الأبيض المنعكسة عن السطح الأمامي والسطح الخلفي للغشاء الرقيق.

أن التداخل في الأغشية الرقيقة يتوقف على عاملين ما هما؟

a. سمك الغشاء: إذ إن الموجات المنعكسة عن السطح الخلفي للغشاء تقطع زيادة على الذي تقطعه الموجات المنعكسة عن السطح الامامي مساراً يساوي ضعف سمك الغشاء.

b. انقلاب الطور: فالموجات المنعكسة عن السطح الأمامي يحصل لها انقلاباً في الطور مقداره π rad.

وللتعرف على مفهوم التداخل في الأغشية الرقيقة لاحظ الشكل اذ يبين أن الموجات الضوئية الساقطة على الغشاء ينعكس قسم منها عن السطح الأمامي للغشاء وتعاني انقلاباً في الطور مقداره π rad لان كل موجة تنعكس عن وسط معامل انكساره أكبر من الوسط الذي قدمت منه يحصل لها انقلاباً في الطور بمقدار(° 180)، اما لقسم الاخر من الضوء فان موجاته تنفذ في الغشاء وتعاني انكساراً، وعند انعكاسها عن السطح الخلفي للغشاء الذي سمكه t لاتعاني انقلاباً في الطور، بل تقطع

زيادة على ذلك مساراً بصرياً يساوي ضعف السمك البصري للغشاء 2nt. فيحصل تداخل بين الموجتين المتعاكستين عن السطح الامامي والسطح الخلفي وحسب مقدار فرق الطور.

فاذا كان السمك البصري للغشاء nt مساوياً للاعداد الفردية لربع طول موجة الضوء الاحادي الساقط $\left(1\times \frac{1}{4}\lambda ,3\times \frac{1}{4}\lambda ,5\times \frac{1}{4}\lambda ,7\times \frac{1}{4}\lambda ,\dots \right)$ سيكون التداخل بناءً على وفق العلاقة الآتية: $2\mathrm{nt}+\frac{1}{2}\lambda =\lambda ,2\lambda ,3\lambda ,\dots$

أي إن: $\mathrm{nt}=\left(1\times \frac{1}{4}\lambda ,3\times \frac{1}{4}\lambda ,5\times \frac{1}{4}\lambda ,7\times \frac{1}{4}\lambda ,\dots \right)$

اذ يظهر الغشاء مضاء بلون الضوء الساقط عليه (تداخل بناء).

أما إذا كان السمك البصري للغشاء nt مساوياً للاعداد الزوجية لربع طول موجة الضوء الاحادي الساقط $\left(2\times \frac{1}{4}\lambda ,4\times \frac{1}{4}\lambda ,6\times \frac{1}{4}\lambda ,8\times \frac{1}{4}\lambda ,\dots \right)$

$\begin{array}{r}2\mathrm{nt}+\frac{1}{2}\lambda =\frac{1}{2}\lambda ,\frac{3}{2}\lambda ,\frac{5}{2}\lambda ,\dots \\ 2\mathrm{nt}=0,\frac{2}{2}\lambda ,\frac{4}{2}\lambda ,\frac{6}{2}\lambda ,\dots \\ \mathrm{nt}=0,\frac{2}{4}\lambda ,\frac{4}{4}\lambda ,\frac{6}{4}\lambda ,\dots \end{array}$

إذ يظهر الغشاء مظلماً (تداخل اتلاف).