薄膜干涉为什么不从0开始,为什么薄膜干涉的厚度要很小 -凯发k8娱乐

作者:彭晓韬

日期:2020.04.28

[文章摘要]:薄膜干涉是一种日常生活中很常见的物理现象,对其干涉条件也有比较系统性的研究。但就自然光(太阳光)条件下,往往大于一定厚度的薄膜(也是为什么叫薄膜干涉而不叫膜干涉的原因所在)是不会出现干涉的,而厚度小到与可见光波长相近的肥皂泡,甚至接近分子直径的油膜却可以产生干涉现象。这就与光程差大于光的半波长即可产生干涉的条件相背。也与光是具有动能与动量的粒子假设相背:光子为什么不会穿透薄到与分子直径接近的油膜,反而会在分子表面与底面形成反射?本文就此提出一些不成熟的看法与想法,供有兴趣进一步研究者参考。

一、薄膜干涉现象及机理简介

从上图一和二可知:在太阳光照片下,空气中分布较均匀的微小水滴可使太阳光产生散射并形成类似薄膜干涉一样的彩虹。其机理是:水滴表面的散射光与入射进水滴并被水滴内表面反射出来的透射光合并并照射到人眼时,其复合后的光的主频会因入射进入水滴内部再被反射而透射出来的光程差主要与视角度有关而出现不同颜色的光带:波长与光程差相同或相近或成倍数关系的光将得到加强,其它波长的光将变弱。光程差小的复合后得到加强的光的频率偏高而呈现出蓝色光带,反之呈现出红色光带。视高度大于太阳视高度的水滴产生的光程差随视高度减小,因此,红光带在下方,蓝光带在上方;而视高度小于太阳视高度的水滴产生的光程差随视高度增大,因此红光带在上方,蓝光带在下方。这就是彩虹为什么会出现上下颜色颠倒的原因所在。

图四:薄膜干涉动图

一.光学薄膜的原理及应用

简单地说,整个光学薄膜的物理依据就是光的干涉。

所谓光学薄膜,首先要薄,然后要产生一定的光学效应。

“薄”的程度:

a)定性描述,光学薄膜的厚度要和入射光波长可以相比拟。

b)物理意义:能够产生干涉现象的膜层。

薄膜光学是物理光学的一个重要分支,它研究的对象是膜层对光的反射、透射、吸收以及位相特性、偏振特性等。

光在通过分层媒质时,来自不同界面的反射光、透射光在光的入射及反射方向上产生光的干涉现象,利用这种干涉现象,通过改变材料及其厚度等特性来人为控制光的干涉,根据需要实现光能的重新分配。

光学薄膜可以分为两大类:

a)光学薄膜:光横穿过薄膜进行传播。

b)薄膜波导:光沿着平行薄膜界面的方向在薄膜内传播。

光学薄膜在光学系统中的作用:

a)提高光学效率、减少杂光,如减反膜(增透膜)?

作者:彭晓韬

日期:2019.11.15

[文章摘要]:彩虹与薄膜干涉现象是最常见的一种自然物理现象。人们对其产生机理也已经十分清楚了。但对其真正的物理意义并未获得人们应有的重视与关注。其最主要的物理意义是明确地告诉人们:光为变化的电磁场而非单一频率的光粒子,光更不可能是所谓的波粒二象性的怪物。本文通过重点叙述光在薄膜干涉过程中的变化过程来认证光非单一频率的光子或携带与频率成正比动能和能量的光量子。

一、彩虹与薄膜干涉现象及其产生机理

从上图一和二可知:在太阳光照射下,空气中分布较均匀且界面较平顺的微小水滴群可使太阳光产生干涉并形成类似薄膜干涉一样的彩虹现象。其机理是:水滴表面的散射光与入射进水滴并被水

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