肥皂泡的薄膜干涉

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從薄膜的兩個表面反射的光波,兩光波之間的相位差有兩個來源:(1)兩光波在不同界面處反射時所生的相角變化 (2)兩光波的光程差,由於肥皂泡薄膜上下界面外的空氣折射率皆小於薄膜本身,因此光波在上表面反射後相位顛倒,在下表面反射後相位不顛倒。這種薄膜干涉現象是由薄膜上、下表面反射的光束相遇而產生的干涉,通常是由很薄的透明介質所形成。例如肥皂泡、水面上的油膜、兩片玻璃間所夾的空氣膜、照相機鏡頭上所鍍的薄膜等。由於重力的因素,肥皂泡的頂端會愈來愈薄,當頂端的薄膜薄到無法支撐肥皂泡內外的壓力差時,肥皂泡即會由此頂端破裂。教師可讓學生觀察肥皂泡即將破裂時,從正上方所觀察到的顏色,並試著讓學生利用輕重繩反射波的相位變化來解釋為何頂端會呈現此種顏色。下圖肥皂泡之邊緣呈現偏紅的色調,有別於球面中央所反射的天空藍,這是因為入射光以幾乎是切線方向射入薄膜所形成的干涉現象。另外,彩虹在主虹的下端緊鄰出現之複虹(Supernumerary bows),這也是入射光以幾乎是切線的方向射入雨滴所形成的干涉現象。