小议薄膜干涉原理在生产实践中的应用，本文主要内容关键词为：薄膜论文,原理论文,实践中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
将金属丝圈浸入肥皂液中提起，则在金属丝圈内形成肥皂液薄膜，将肥皂液薄膜竖立，由于重力作用.形成了上薄下厚的楔形.白光照射在薄膜上时，从薄膜的前后表面分别反射出来，形成两列频率相等的相干光.白光是由七种单色光复合而成的，每种单色光各有一定的波长，所以在薄膜一定厚度的地方.某一波长的单色光从膜的前后表面反射回来发生相互加强，形成这一单色光的亮条纹，另一些波长的单色光反射回来互相削弱；在另一厚度的地方又是另一单色光从膜的前后表面反射回来相互加强，形成这一单色光的亮条纹，另外一些波长的单色光反射回来互相削弱.这样，在膜上就出现了七种单色光组成的彩色条纹，这种现象叫光的薄膜干涉.
薄膜干涉在生活中随处可见，如：夏天按在玻璃上的手印，是一层汗液薄膜，在白光的照射下，由膜的前后表面反射回来的两列相干光发生相互干涉，形成彩色条纹.炎热的夏天，雨过天晴，在柏油马路的积水中，浮着一层油膜，在白光的照射下，由油膜的前后表面反射回来的两列相干光发生相互干涉，形成彩色条纹.光盘在阳光的照射下呈彩色，是光盘上镀有一层透明的介质，白光经介质的前后表面反射的两列相干光发生干涉的结果.现在人们已经掌握了薄膜干涉的原理，并用于生产实践中，现简介如下，以供教学参考之用.
一、应用薄膜干涉原理，生产了“冷光灯”
现在市场上有种灯具俗称“冷光灯”，这种灯照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低.这种灯具降低热效应的主要原因是，在灯泡后面反光镜玻璃的反光面上用真空镀膜的方法，镀了一层薄膜（如：氟化镁），这层膜能消除不镀膜时玻璃的反光面反射回来的热效应最显著的红外线，其厚度是红外线在其中波长的1/4、3/5、5/4……使薄膜的前后表面反射的红外线发生相消干涉，形成红外线的暗场.于是反射出来的光中缺少了热效应显著的红外线，而使被照物品处产生的热效应大大降低.这种灯具广泛应用于博物馆、商店、珠宝手饰店，在保证照明的同时，不使被照物品温度升得过高，从而能长期保质不变.
二、应用薄膜干涉原理，制成了“增透膜”
照射到近视眼镜上的光在其表面上要发生反射，结果只有入射光的1/3左右能透过镜片，使得在人眼视网膜上所成的像既暗又不清晰，怎样消除表面反射造成的后果呢？可以在镜片的透光面上，用真空镀膜的方法，镀一层膜（如：氟化镁），使薄膜厚度是入射光在其中波长的1/4、3/4、5/4……这样经膜的前后表面反射的两列光的光程差恰好为半个波长的奇数倍，因而发生相消干涉，大大减少了光的反射损失.增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜.
入射到镜片上的光是由七种单色光复合而成的复色光，增透膜不可能使所有波长的反射光都互相抵消，生产时确定薄膜的厚度是使人的眼睛最敏感的绿光在垂直照射时在膜的前后表面反射的两列光完全相互抵消.这时光谱的边缘部分红光与紫光并没有显著削弱，因而人们看到有增透膜的近视眼镜的镜片呈淡紫色（是绿光的互补色）.现代生活中这种增透膜技术已得到了广泛的应用，如：摄象机、电影放映机、军用望远镜、高档照相机的镜头上都镀有一层增透膜来提高成像的质量，因而镜头呈淡紫色.
三、应用薄膜干涉原理，制成了“高反射膜”
实验室用的氦氖激光器，能发出一束方向性好，光强度大的红色激光，以供我们做光的全反射实验和验证光的反射定律等之用.这束激光非常细而光强度为何如此大呢？其主要原因是人们在生产氦氖激光器时，在光源后面放置的反光镜玻璃的反光面上用真空镀膜的方法，镀了一层薄膜（如：氟化镁），这层膜的厚度是红光在其中波长的1/2、1、3/2……这就是高反射膜.入射的红光经膜的前后表面反射回来，形成两列频率相等的相干光，发生相互干涉，由于两列光的光程差为波长的整数倍所以互相加强.使氦氖激光器发出的激光强度很大.
宇航员所佩戴的头盔和面甲的外表面上也镀有一层对红外线有高反射率的高反射膜，从而使由太空射来的红外线经高反射膜的前后表面反射的两列红外线相互加强，而被反射回去，宇航员不至于因吸收过多的红外线而过热.
笔者还设想，随着服装生产工艺的发展，未来还可研制生产出冬天镀红外线的增透膜而暖和、夏天镀红外线的高反射膜而凉爽的高档服装.
四、应用薄膜干涉原理，检查精密部件表面形状是否符合人们的要求
例如：要求磨制一个表面平整光滑的玻璃片，可以在它的上面放一个标准样板，并在它们之间垫一小薄片，使样板下表面与被测表面形成一楔形空气膜.用单色光从上面照射，入射光经空气膜的上下表面.反射出两列光发生干涉，从干涉条纹的形状可看出被查表面是否平整光滑.如果被查表面是平整的，则空气膜厚度相同的地方在同一直线上，所以干涉条纹为明暗相间的直条纹；如果条纹弯曲方向如图1所示.说明被查表面下凹；如果条纹弯曲方向如图2所示，说明被查表面上凸；这种检测精确度可达10[-6]cm.
在组织《薄膜干涉》一课的教学中，若能恰当适时地给学生介绍一些类似上述的薄膜干涉应用实例，可使学生感到物理就在身边是那么的亲切、有用，进而产生一定要学好物理的内在要求和学习动力，并增强他们去认识自然，改造自然，造福人类的勇气和信心.