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Ottica - Interferenza

  

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Buongiorno membri del forum! Sono un neolaureato in fisica che si sta preparando al test di ingresso alla Specializzazione in Fisica Medica.

Vi pongo questo quesito di ottica preso dal test 2020/21 della Statale di Milano.

photo 5796303261152250837 y

Se ho interpretato correttamente il testo, la richiesta è trovare lo spessore di pellicola sottile che genera interferenza distruttiva tra raggio riflesso sulla superficie esterna della pellicola e raggio prima rifratto e poi riflesso dalla superficie interna della pellicola.

In questo modo si avrebbe riflessione minima, o meglio zero riflessione.

Con la formula seguente, per m = 0, il risultato è di 90nm, e non di 102nm come dice la soluzione. Qualcuno ha idea del perché?

$$d = \frac{\lambda (2m+1)}{4n_{p}}$$

Grazie in anticipo a tutti e tutte!

Autore

@mattia_martelli  complimenti per la laurea in fisica. Anche io sono stata una neolaureata tanti anni fa. Ciao

Avevo risolto lo stesso quesito con altri dati (λ = 565 nm), e veniva proprio102 nm...     
https://www.sosmatematica.it/forum/domande/interferenza-su-lamine-sottili-2/

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Il trattamento antiriflesso è una pellicola sottile applicata alla lente per ridurre i riflessi indesiderati e migliorare la trasparenza della visione. Funziona attraverso l'interferenza distruttiva delle onde luminose, grazie a uno o più strati di materiale che riducono la luce riflessa, permettendo a più luce di attraversare la lente. Questo rende la lente più trasparente, migliora la qualità visiva e riduce l'affaticamento, soprattutto in presenza di fonti luminose intense. 

Viene applicato uno strato sottile di materiale dielettrico sulla superficie della lente.

n lamina = 1,41;

λ = 510 nanometri;

Cambiamento di fase raggio 1:      1/2;

d = spessore lamina richiesta;

λn = λ/n = 510 / 1,41 = 361,7 nm; lunghezza d'onda nella lamina.

cambiamento di fase raggio 2:     1/2 + 2 d / (λn);

Differenza del cambiamento di fase;

2d / (λn) = 1/2; interferenza distruttiva. 

d = (λn) / 4;

λn = 361,7 nm;

d = 361,7/ 4 = 90,4 nm = 90,4 * 10^-9 m.

image

Anche a me viene 90 nm.

@mattia_martelli ciao

Avevo risolto lo stesso quesito con altri dati (λ = 565 nm), e veniva proprio102 nm...

 

https://www.sosmatematica.it/forum/domande/interferenza-su-lamine-sottili-2/

Pellicola sottile con due cambiamenti di fase, la pellicola è applicata sulla lente di materiale con indice di rifrazione maggiore (n = 1,52). La pellicola ha indice di rifrazione n = 1,38, quindi ci sarà un cambiamento di fase per riflessione su tutte e due le facce  della pellicola.

 Cambiamento di fase raggio 1.     1/2;

d = spessore lamina.

cambiamento di fase raggio 2    1/2 + 2 d / (λn),

Differenza del cambiamento di fase;

2d / (λn) = 1/2; interferenza distruttiva. 

d = (λn) / 4;

(λn) = (λ vuoto) / n;

565 / 1,38 = 409 nm;

d = 409 / 4 = 102 nm = 102 * 10^-9 m.

 

 

Ciao @mg e grazie mille! Concordo con la sua soluzione. Suppongo che allora sia un errore del test. 

 



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Applicando la condizione di minima riflessione per un film antiriflesso posto fra aria e vetro
[n(aria)<n<n(vetro)], la relazione nota è t=4n/λ.
Sostituendo i dati numerici t=510 nm/4×1.41=90.4 nm.

Il valore corretto dello spessore del film risulta dunque circa 90.4 nm, mentre nel prospetto delle soluzioni (pagina 2 del documento) è riportato il valore 102 nm.
Quest’ultimo valore corrisponderebbe, a parità di lunghezza d’onda, a un indice di rifrazione n≈1.25, oppure, mantenendo n=1.41, a una lunghezza d’onda di circa λ=575 nm.
Ritengo quindi che si tratti di un probabile errore di stampa o di trascrizione nel foglio delle soluzioni.

@gregorius sempre molto preciso. Sei una conferma, una cintura di sicurezza. Ciao.

@mg Non sapevo di essere un marchio di cinture di sicurezza. Ora, grazie a te, so una cosa in più. Dovrò pensare a uno slogan pubblicitario per ricavare qualche franco dalla loro vendita. Credi che questi possano andare bene?

Cintura Modello Gregorius

"In ogni viaggio, che sia sulla strada o nella fisica, assicurati di avere la tua Cintura di Sicurezza @Gregorius. Teniamo ben saldi gli amici... e i principi della dinamica!" 

 

Anche quando la fisica fa "pirateria stradale" con forze apparenti e sistemi di riferimento non inerziali la Cintura @Gregorius è un'ancora di salvataggio!

 

Buona fine settimana @mg, e ricordati che la prima regola per la sicurezza stradale è...lasciare l'auto in garage e andare in giro a piedi, soprattutto nel prossimo weekend che dovrebbe essere sereno e assolato!

 

@gregorius nuova attività economica? Business is business.  Ciao buon fine settimana.



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