Lab_dot波05

薄膜为什么会出现彩色反射?

Thin-film interference

改变透明薄膜厚度与折射率,比较单色光和白光反射。加入厚度渐变,让不同位置显示不同的光谱与颜色。

实验观察窗准备就绪

垂直入射、无吸收薄膜 · 包含多次反射 · 光谱到屏幕颜色的转换为近似

左端膜厚—
单色光反射率—
膜内往返光程—
两界面相位关系—

测量图

试着观察与解释

  1. 逐渐改变膜厚,观察某一波长的反射率如何周期变化。
  2. 保持膜厚不变,把底层折射率调到薄膜折射率两侧。
  3. 比较单色光下的明暗条纹与白光下的颜色条纹。

实验记录

改变条件后,记录读数并进行比较。

查看物理模型、公式与适用范围

光程与界面相位

垂直入射时膜内往返光程为 2nt。界面反射的符号由两侧折射率决定,不能对所有界面都固定加 π。

δ = 4πnt/λ
rᵢⱼ = (nᵢ − nⱼ)/(nᵢ + nⱼ)

多次反射

使用薄膜的复振幅反射系数,包含两界面之间的多次反射。空气折射率固定为 1。

r = (r₀₁ + r₁₂eiδ)/(1 + r₀₁r₁₂eiδ)
R = |r|²

白光颜色

白光在不同波长上的反射率不同。屏幕用可见光谱的近似 RGB 权重显示颜色;它不替代真实光谱仪或人眼色度模型。

Ireflected(λ) = R(λ)Iincident(λ)

参考:OpenStax · Thin-Film Interference。