薄膜干渉：シャボン玉と油膜

1 · 予測

薄い透明膜の両面から反射した光が干渉し、膜厚により明暗になります。膜が厚くなると明反射を生む干渉次数は常に変わりますか？

• はい。膜内波長単位で明反射次数は膜厚に正比例します。
• いいえ。膜厚は明るい次数に影響しません。
• 膜厚は色だけを変え、数値的な次数は変えません。

2 · 準備

1. thin-film プリセットを開いて Reset を押します。膜の屈折率 n = 1.33、波長550 nmです。
2. 干渉次数読み出しを有効にします。
3. 各試行で膜厚を設定し、明反射次数を記録します。

3 · データ収集

3回の試行について次数 m（縦軸）を膜厚 t（横軸）に対してプロットします。直線ですか？

4 · 分析

1. n = 1.33、λ = 550 nm を用い m = 2nt/λ − 0.5 を計算し表と比較します。
2. 膜前面の反射は高屈折率媒質からの反射で半波長位相変化を受け、背面は受けないため −0.5 項が現れる理由を説明します。

5 · 発展

1. シャボン玉の厚さは排液・蒸発で変わり色が渦巻くため、各瞬間に異なる波長が明反射条件を満たします。均一膜なら全表面が単一色（または無色）になる理由を説明します。
2. カメラレンズの反射防止膜は選んだ波長で前後反射を打ち消しますが、可視スペクトル端は完全に消えず紫色の色合いが残る理由を説明します。

この実験の物理

← 実験に戻る