作者：彭曉韜

日期：2020.04.28

[文章摘要]：薄膜干涉是一種日常生活中很常見的物理現(xiàn)象，對其干涉條件也有比較系統(tǒng)性的研究。但就自然光(太陽光)條件下，往往大于一定厚度的薄膜(也是為什么叫薄膜干涉而不叫膜干涉的原因所在)是不會出現(xiàn)干涉的，而厚度小到與可見光波長相近的肥皂泡，甚至接近分子直徑的油膜卻可以產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。這就與光程差大于光的半波長即可產(chǎn)生干涉的條件相背。也與光是具有動能與動量的粒子假設(shè)相背：光子為什么不會穿透薄到與分子直徑接近的油膜，反而會在分子表面與底面形成反射？本文就此提出一些不成熟的看法與想法，供有興趣進一步研究者參考。

一、薄膜干涉現(xiàn)象及機理簡介

從上圖一和二可知：在太陽光照片下，空氣中分布較均勻的微小水滴可使太陽光產(chǎn)生散射并形成類似薄膜干涉一樣的彩虹。其機理是：水滴表面的散射光與入射進水滴并被水滴內(nèi)表面反射出來的透射光合并并照射到人眼時，其復(fù)合后的光的主頻會因入射進入水滴內(nèi)部再被反射而透射出來的光程差主要與視角度有關(guān)而出現(xiàn)不同顏色的光帶：波長與光程差相同或相近或成倍數(shù)關(guān)系的光將得到加強，其它波長的光將變?nèi)酢９獬滩钚〉膹?fù)合后得到加強的光的頻率偏高而呈現(xiàn)出藍色光帶，反之呈現(xiàn)出紅色光帶。視高度大于太陽視高度的水滴產(chǎn)生的光程差隨視高度減小，因此，紅光帶在下方，藍光帶在上方；而視高度小于太陽視高度的水滴產(chǎn)生的光程差隨視高度增大，因此紅光帶在上方，藍光帶在下方。這就是彩虹為什么會出現(xiàn)上下顏色顛倒的原因所在。

圖四：薄膜干涉動圖

一．光學薄膜的原理及應(yīng)用

簡單地說，整個光學薄膜的物理依據(jù)就是光的干涉。

所謂光學薄膜，首先要薄，然后要產(chǎn)生一定的光學效應(yīng)。

“薄”的程度：

A)定性描述，光學薄膜的厚度要和入射光波長可以相比擬。

B)物理意義：能夠產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的膜層。

薄膜光學是物理光學的一個重要分支，它研究的對象是膜層對光的反射、透射、吸收以及位相特性、偏振特性等。

光在通過分層媒質(zhì)時，來自不同界面的反射光、透射光在光的入射及反射方向上產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象，利用這種干涉現(xiàn)象，通過改變材料及其厚度等特性來人為控制光的干涉，根據(jù)需要實現(xiàn)光能的重新分配。

光學薄膜可以分為兩大類：

A)光學薄膜：光橫穿過薄膜進行傳播。

B)薄膜波導(dǎo)：光沿著平行薄膜界面的方向在薄膜內(nèi)傳播。

光學薄膜在光學系統(tǒng)中的作用：

A)提高光學效率、減少雜光，如減反膜(增透膜)?

作者：彭曉韜

日期：2019.11.15

[文章摘要]：彩虹與薄膜干涉現(xiàn)象是最常見的一種自然物理現(xiàn)象。人們對其產(chǎn)生機理也已經(jīng)十分清楚了。但對其真正的物理意義并未獲得人們應(yīng)有的重視與關(guān)注。其最主要的物理意義是明確地告訴人們：光為變化的電磁場而非單一頻率的光粒子，光更不可能是所謂的波粒二象性的怪物。本文通過重點敘述光在薄膜干涉過程中的變化過程來認證光非單一頻率的光子或攜帶與頻率成正比動能和能量的光量子。

一、彩虹與薄膜干涉現(xiàn)象及其產(chǎn)生機理

從上圖一和二可知：在太陽光照射下，空氣中分布較均勻且界面較平順的微小水滴群可使太陽光產(chǎn)生干涉并形成類似薄膜干涉一樣的彩虹現(xiàn)象。其機理是：水滴表面的散射光與入射進水滴并被水