光學
薄膜干涉
薄膜兩表面的反射光發生干涉；2nt = (m+½)λ 決定強反射的顏色（肥皂泡的色彩）。
薄膜干涉——互動式光學模擬。薄膜兩表面的反射光發生干涉；2nt = (m+½)λ 決定強反射的顏色（肥皂泡的色彩）。 免費的瀏覽器物理虛擬實驗室，提供即時 SI 測量與分步引導教學。
薄膜干涉
薄膜兩表面的反射光發生干涉；2nt = (m+½)λ 決定強反射的顏色（肥皂泡的色彩）。
薄膜上下表面的反射光會彼此干涉。從光密介質反射時可能發生 π 相位偏移。厚度與波長決定了哪種顏色會被建設性反射 —— 這正是肥皂泡與油漬產生虹彩色的原因。
- 薄膜干涉 2nt = (m+½)λ
- 肥皂膜色彩
調查簡介
在打開實驗室之前先規劃好問題
這份簡報反映預先渲染的頁面：探究問題、互相競爭的預測、變數角色、支配定律、設定，以及分析和延伸提示都會以此順序保持可見。
駕駛問題
從透明薄膜（如肥皂泡）的兩個表面反射的光會發生干涉，根據薄膜的厚度產生明亮或黑暗的反射。較厚的薄膜是否總是會改變產生明亮反射的干涉「順序」？
預測權重
- 是的－明亮反射的干涉級數直接與薄膜的厚度成正比（以薄膜內的波長為單位）。
- 不會－薄膜的厚度不會影響哪個順序是亮的。
- 厚度僅影響顏色，而不影響數字「順序」。
可變角色
您設定的內容：
- 膜厚t (nm)
您測量的內容：
- 亮反射階 m
調查如何進行
- 開啟 thin-film 預設並按下 Reset。此膜的指數 n = 1.33（像肥皂膜）；光波長為550 nm。
- 啟用干涉級數讀數。
- 為每次試驗設定薄膜厚度，並記錄明亮反射的干涉級數。
控制方程
薄膜亮反射階 — 2nt = (m+½)λ
從薄膜兩個表面反射的光，當往返光程恰好匹配波長的半整數倍時會發生相長干涉（明亮反射）：m = 2nt/λ − 0.5，其中已計入前表面的相位偏移。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 對於一項試驗，使用 n = 1.33、λ = 550 nm 計算 m = 2nt/λ − 0.5。與表比較。
- 請解釋為什麼會出現−0.5這一項：從薄膜前表面反射的光（反射自折射率更高的介質）會經歷半波長的相位偏移，而從背面反射的光則不會——這種不對稱性使通常的整數級條件偏移了半步。
這在實驗室之外的地方表現出來
- 肥皂泡的顏色不斷變化、旋轉流動，是因為薄膜厚度在其表面各處不同，並隨排液與蒸發而隨時間改變——在任一時刻，不同的厚度會滿足不同波長（顏色）的亮反射條件。請解釋為什麼一層厚度完全均勻的薄膜，反而會在整個表面呈現單一均勻的顏色（或完全沒有顏色）。
- 相機鏡頭使用薄的抗反射塗層，經過設計使前後表面反射在選定波長（通常是眼睛最敏感的綠色）處發生相消干涉，從而最大限度減少不必要的反射。請解釋為什麼這類塗層通常仍會呈現淡淡的紫色色調——因為位於可見光譜兩端的波長沒有被同樣完全地抵消。
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.3 Wave phenomena
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- 歡迎學習薄膜干涉
- 選擇薄膜
- 播放
- 厚度決定顏色
- 打開檢查器
- 完成了！
打開互動式模擬以構建場景，點擊運行，並透過即時測量和引導式教學進行探索。