얇은 막의 간섭 무늬






얇은 막에서 볼 수 있는 간섭무늬

물 웅덩이에 얇은 기름막이 떠 있는 경우 기름막에 아름다운 무늬가 나타나는 것을 볼 수 있습니다.
이것은 기름의 표면과 안쪽에서 반사되는 파동이 서로 간섭하기 때문에 일어납니다.

비눗방울에서도 무지개색을 흔하게 볼 수 있습니다. 하늘에 떠 있는 무지개 색과 다른 점은, 색 띠들이 반복되는 경향을 보인다는 것입니다.

간섭무늬가 생기는 원리

아래 그림과 같이 한 가닥의 광선이 비누막에 입사하면 두 갈래의 반사광이 생겨납니다.

비누막의 오른쪽 표면에서 일어난 반사파와 왼쪽 표면에서 일어난 반사파의 위상이 서로 합쳐지면 밝게 보입니다.(보강간섭)

비누막의 오른쪽 표면에서 일어난 반사파와 왼쪽 표면에서 일어난 반사파의 위상이 서로 상쇄되어 어둡게 보입니다.(상쇄간섭)

가시광선은 빛의 색깔에 따라 파장이 다릅니다.
즉, 빨간색 빛은 약 600nm 정도의 파장을 가지고, 파란색 빛은 약 450nm 정도의 파장을 가집니다.
막의 두께에 따라 보강간섭이 일어나는 파장이 계속해서 달라집니다. 이것이 얇은 막이 다채로운 색깔로 보이는 이유입니다.

간섭무늬 빛의 세기

입사되는 빛의 파장을 λ, 렌즈의 곡률반지름을 R, 렌즈 중심으로부터의 거리를 r이라 하면, 빛의 세기 I는 다음과 같이 나타납니다.

밝을 조건  

어두운 조건  

m = 0, 1, 2, ... 비눗방울의 두께가 빛의 파장이 몇 배인가를 나타내는 수
n2: 비눗물의 굴절률
L: 비눗방울의 두께 (nm)
λ: 빛의 파장 (nm)

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