¿Por qué las franjas de la cuña son rectas y paralelas?

El espesor crece de forma lineal a lo largo de la cuña. Cada franja es una línea de d constante, donde la diferencia de camino da un máximo o un mínimo. Las líneas de igual espesor son paralelas al borde delgado — y así salen las franjas.

¿Por qué se ven colores y no solo franjas claras y oscuras?

La luz blanca es un conjunto de longitudes de onda. A un d dado, unas λ se refuerzan y otras se anulan. El ojo ve la mezcla de las longitudes que quedan como un color — como en una película de jabón o una mancha de aceite.

¿Para qué se tiene en cuenta el salto de fase de π?

Al reflejar en una frontera con n mayor, la fase salta π (media longitud de onda). Sin eso, las franjas claras y oscuras se intercambian: en una película muy delgada, en reflexión habría un máximo en vez de un mínimo. El interruptor de la página incluye ese aporte.

¿Qué le falta al modelo de dos haces?

La interferencia de haces múltiples (importante si hay mucha reflexión), la absorción, la divergencia del haz y la polarización. Para una película de jabón y reflexión débil, dos haces bastan.

Interferencia en películas delgadas

Franjas de una cuña: índice, espesor y ángulo; colores según cos²(δ/2) y espectro I(λ) al espesor medio.

Gráficas

Sobre el modelo

En una película delgada interfieren las ondas reflejadas en la cara superior y en la inferior. La diferencia de camino óptico al atravesar la película es ≈ 2 n d cos θ_f, donde θ_f se relaciona con el ángulo en el aire por la ley de la refracción. Al reflejar en un medio ópticamente más denso puede haber un salto de fase de π — eso intercambia las condiciones de máximo y mínimo. Intensidad I ∝ cos²(δ/2). En una cuña el espesor crece a lo largo de la tira, así que se ven franjas de igual espesor; con luz blanca, distintas λ dan color. Modelo de dos haces, cuña lineal, sin reflexiones múltiples ni absorción. Se varían n, los límites de d y el ángulo de incidencia.

Para quién: Bachillerato y óptica ondulatoria de facultad: interferencia en películas delgadas.

Conceptos clave

interferencia en películas delgadas
diferencia de camino óptico
salto de fase
interferencia constructiva
interferencia destructiva
índice de refracción
franjas de igual espesor
coherencia

Cómo funciona

Dos reflexiones — de la cara superior y de la inferior de la película. Diferencia de camino ≈ 2 n d cos θ_f (θ_f de la ley de la refracción); un π opcional de las condiciones de frontera desplaza las franjas. En la cuña, d crece de izquierda a derecha — franjas iridiscentes. La gráfica I(λ) se construye al espesor medio.

Fórmulas principales

n sin θ_f = sin θ (aire → película)

δ = 4π n d cos θ_f / λ + δ_extra · I ∝ cos²(δ/2)

Preguntas frecuentes

¿Por qué las franjas de la cuña son rectas y paralelas?: El espesor crece de forma lineal a lo largo de la cuña. Cada franja es una línea de d constante, donde la diferencia de camino da un máximo o un mínimo. Las líneas de igual espesor son paralelas al borde delgado — y así salen las franjas.
¿Por qué se ven colores y no solo franjas claras y oscuras?: La luz blanca es un conjunto de longitudes de onda. A un d dado, unas λ se refuerzan y otras se anulan. El ojo ve la mezcla de las longitudes que quedan como un color — como en una película de jabón o una mancha de aceite.
¿Para qué se tiene en cuenta el salto de fase de π?: Al reflejar en una frontera con n mayor, la fase salta π (media longitud de onda). Sin eso, las franjas claras y oscuras se intercambian: en una película muy delgada, en reflexión habría un máximo en vez de un mínimo. El interruptor de la página incluye ese aporte.
¿Qué le falta al modelo de dos haces?: La interferencia de haces múltiples (importante si hay mucha reflexión), la absorción, la divergencia del haz y la polarización. Para una película de jabón y reflexión débil, dos haces bastan.

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