一种光波经薄膜两表面反射后相互叠加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。
入射波的振幅被“分割”成若干部分，这样获得相 干光的方法常称为分振幅法。 ?
一、等倾干涉条纹（均匀透明介质薄膜）
可知a 和b 两束相干光的光程差为
(d为介质厚度，n为介质折射率，为外界介质的折射率，i为入射角，为单色光的波长）
凡以相同倾角入射的光，经膜的上、下表面反射后 产生的相干光束都有相同的光程差，从而对应于干涉图样中的一条条纹，故将此类干涉条纹称为等倾条纹
等倾干涉明纹的光程差的条件是 暗纹的光程差条件是
入射角i越大，光程差越小，干涉级也越低.在等倾环纹中，半径越大的圆环对应的i也越大，所以中心处的干涉级最高，越向外的圆环纹干涉级越低。
中央的环纹间的距离较大， 环纹较稀疏，越向外，环纹间的距离越小，环纹越密集.
两束透射的相干光的光程差是 可见反射光相互加强时，透射光将相互减弱，当反射光相互减弱时，透射光将相互加强，两者是互补的.从能量角度看来，干涉现象引起了光能的重新分布
二、增透膜和高反射膜
为了减少入射光能在透镜玻璃表面上反射时所引起的损失，在镜面上镀一层厚度均匀的透明薄膜，利用薄膜的干涉使反射光减到最小，这样的薄膜称为增透膜
薄膜两表面的反射光的光程差等于2nd,则干涉相消为：
膜的最小厚度为（当k=0时）
在镀膜工艺中，常把nd称为薄膜的光学厚度
减少其透射率，以增加反射光的强度：把低折射率的膜改成同样光学厚度的高折射率的膜，则薄膜上下表面的两反射光将是干涉加强，这就使反射光增强了，而透射光就将减弱，这样的薄膜就是增反膜或高反射膜
三、等厚干涉条纹（厚薄不均匀薄膜）
1.劈尖膜
在两玻璃片之间形成的空气薄膜称为空气劈尖.两玻璃片的交线称为棱边，在平行于棱边的线上，劈尖的厚度是相等的.
劈尖在c点处的厚度为d，在劈尖上下表面反射的两光线之间的光程差是
明纹：
暗纹：
干涉条纹为平行于劈尖棱边的直线条纹。每一明、暗条纹都与一定的k值相当， 也就是与劈尖的一定厚度d相当。所以，这些干涉条纹称为等厚干涉条纹
任何两个相邻的明纹或暗纹之间的距离l由下式决定：
式中为劈尖的夹角.愈小，干涉条纹愈疏；愈大，干涉条纹愈密.如果劈尖的夹角相当大，干涉条纹就将密得无法分开。因 此，干涉条纹只能在很尖的劈尖上看到
?
把金属丝夹在两块光学平面玻璃片之间，这样形成空气劈尖。如果用波长已知的单色光垂直地照射，即可由等厚干涉条纹，测出细丝的直径.制造半导体元件时，常常需要精确地测量硅片上的二氧化硅(sio2 )薄膜的厚度，这时可用化学方法把二氧化硅薄膜一部分腐蚀掉，使它成为劈尖形状，用已知波长的单色 光垂直地照射到二氧化硅的劈尖上，在显微镜里数出干涉条纹的数目，就可求出 二氧化硅薄膜的厚度h.
2.牛顿环
在一块光学平整的玻璃片b上，放一曲率半径r很大的平凸透镜a，在a、b之间形成一劈尖形空气薄层。当平行光束垂直地射向平凸透镜时，可以观察到在透镜表面出现一组干涉条纹，这些干涉条纹是以接触点o为中心的同心圆环，称为牛顿环
（d为明暗条纹处所对应的空气层厚度；r为平凸透镜半径）
d与r的平方成正比，所以离开中心愈远，光程差增加愈快，所看到的牛顿环也变得愈来愈密.
可求得在反射光中的明环和暗环的半径分别为：
明环：
暗环:
由此得透镜的曲率半径
1、光的波动性
19世纪60年代,美国物理学家麦克斯韦发展了电磁理论,指出光是一种电磁波,使波动说发展到了相当完美的地步.
由光的波粒二象性可知,光同无线电波、x射线、一样都是电磁波,只是它们的频率不同.电磁波的波长λ、频率u和传播速率v三者之间的关系为∶v=λu
由于各种频率的电磁波在真空中的传播速度相等,所以频率不同的电磁波,它们的波长也就不同.频率高的波长短,频率低的波长长.为了便于比较,可以按照无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线和伽玛射线等的波长(或频率)的大小,把它们依次排成一个谱,这个谱叫电磁波谱.
在电磁波谱中,波长最长的是无线电波,无线电波又因波长的不同而分为长波、中波、短波、超短波和微波等.其次是红外线、可见光和紫外线,这三部分合成光辐射.在所有的电磁波中,只有可见光可以被人眼所看到.可见光的波长约在0.76微米到0.40微米之间,仅占电磁波谱中很小的一部分.再次是x射线.波长最短的电磁波是y射线.
光既然是一种电磁波,所以在传播过程中,应该表现出所具有的特征-干涉、衍射、偏振等现象.
2、薄膜干涉
薄膜可以是透明固体、液体或由两块玻璃所夹的气体薄层.入射光经薄膜上表面反射后的第一束光,折射光经薄膜下表面反射,又经上表面折射后的第二束光,这两束光在薄膜的同侧,由同一入射振动分出,是相干光,属分振幅干涉.若光源为扩展光源(面光源),则只能在两相干光束的特定重叠区才能观察到干涉,故属定域干涉.对两表面互相平行的平面薄膜,干涉条纹定域在无穷远,通常借助于会聚透镜在其像方焦面内观察;对楔形薄膜,干涉条纹定域在薄膜附近.
实验和理论都证明,只有两列光波具有一定关系时,才能产生干涉条纹,这些关系称为相干条件.薄膜的相干条件包括三点∶两束光波的频率相同;束光波的振动方向相同;两束光波的相位差保持恒定.
薄膜干涉两相干光的光程差公式为∶△=ntcos(α)±λ/2式中n为薄膜的折射率t为入射点的薄膜厚度;α为薄膜内的折射角;λ/2是由于两束相干光在性质不同的两个界面(一个是光疏介质到光密介质,另一个是光密介质到光疏介质)上反射而引起的附加光程差.薄膜干涉原理广泛应用于光学表面的检验、微小的角度或线度的精密测量、减反射膜和干涉滤光片的制备等.
光是由光源中原子或分子的运动状态发生变化辐射出来的,每个原子或分子每一次发出的光波,只有短短的一列,持续时间约为10亿秒对于两个独立的光源来说,产生干涉的三个条件,特别是相位相同或相位差恒定不变这个条件,很不容易满足,所以两个独立的一般光源是不能构成相干光源的.不仅如此,即使是同一个光源上不同部分发出的光,由于它们是不同的原子或分子所发出的,一般也不会干涉.
海冬
由薄膜产生的干涉。薄膜可以是透明固体、液体或由两块玻璃所夹的气体薄层。入射光经薄膜上表面反射后得第一束光，折射光经薄膜下表面反射，又经上表面折射后得第二束光，这两束光在薄膜的同侧，由同一入射振动分出，是相干光，属分振幅干涉。若光源为扩展光源(面光源)，则只能在两相干光束的特定重叠区才能观察到干涉，故属定域干涉。对两表面互相平行的平面薄膜，干涉条纹定域在无穷远，通常借助于会聚透镜在其像方焦面内观察；对楔形薄膜，干涉条纹定域在薄膜附近。
薄膜干涉中两相干光的光程差公式为
式中n为薄膜的折射率；t为入射点的薄膜厚度；θt为薄膜内的折射角；±λ／2?是由于两束相干光在性质不同的两个界面(一个是光疏-光密界面，另一是光密-光疏界面)上反射而引起的附加光程差。薄膜干涉原理广泛应用于光学表面的检验、微小的角度或线度的精密测量、减反射膜和干涉滤光片的制备等。
等倾干涉和等厚干涉是薄膜干涉的两种典型形式。
由薄膜上、下表面反射(或折射)光束相遇而产生的干涉．薄膜通常由厚度很小的透明介质形成．如肥皂泡膜、水面上的油膜、两片玻璃间所夹的空气膜、照相机镜头上所镀的介质膜等．比较简单的簿膜干涉有两种，一种称做等厚干涉，这是由平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜上、下表面而形成的干涉条纹．薄膜厚度相同的地方形成同条干涉条纹，故称等厚干涉．牛顿环和楔形平板干涉都属等厚干涉．另一种称做等倾干涉．当不同倾角的光入射到折射率均匀，上、下表面平行的薄膜上时，同一倾角的光经上、下表面反射(或折射)后相遇形成同一条干涉条纹，不同的干涉明纹或暗纹对应不同的倾角，这种干涉称做等倾干涉．等倾干涉一般采用扩展光源，并通过透镜观察．
把两块干净的玻璃片紧紧压叠，两玻璃片间的空气层就形成空气薄膜．用水银灯或纳灯作为光源，就可以观察到薄膜干涉现象．如果玻璃内表面不很平，所夹空气层厚度不均匀，观察到的将是一些不规则的等厚干涉条纹，通常是一些不规则的同心环．若用很平的玻璃片(如显微镜的承物片)则会出现一些平行条纹．手指用力压紧玻璃片时，空气膜厚度变化，条纹也随之改变．根据这个道理，可以测定平面的平直度．测定的精度很高，甚至几分之一波长那么小的隆起或下陷都可以从条纹的弯曲上检测出来．若使两个很平的玻璃板间有一个很小的角度，就构成一个楔形空气薄膜，用已知波长的单色光入射产生的干涉条纹，可用来测很小的长度．
20-01-12
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