薄膜干涉

前几天刷到一个画面十分诡丽的视频，竖直放置的肥皂薄膜，呈现出了界限分明的七彩色；

并且随着肥皂膜中的流体不断向下，上面的薄膜厚度越来越小，颜色也在慢慢消失；

就算把它水平放置，你会发现，从中心到两边的肥皂膜颜色，依旧在消失……

这就是神奇的“薄膜干涉”现象！

比如下雨时，我们在有油渍的路面上看到的彩色条纹——

用手指使劲按压玻璃、手指两边会出现彩色涟漪——

被火灼烧过的钢针表面、会变得像打散的彩虹般流光溢彩等等。

那它们为什么会出现明暗对比十分强烈的条纹图案呢？

其实，是受到了光的影响，当光照在薄膜上，它不仅会在上表面发生反射，还会折射，折射后的光在触碰到薄膜的下表面时也能发生反射。

虽然说，同一束光线的频率是一致的，但是耐不住从下方反射回来的光线总掉队，如果它的相位和大部队反过来了，那么两束光就会互相抵消，薄膜表面便有了一道暗条纹。

但如果出来的时候迈对了脚，这时正正得正，两束光叠加起来则会显示出一条亮条纹。

也就是说“干涉图案是有明带和暗带的”，就像明暗相间的牛顿环那样。

牛顿环

但从薄膜下表面反射出来的光线能不能跟上总梯队的步伐，难道是随机的吗？

其实，这和薄膜的厚度有很大关系，当入射的光束在薄膜中传播的总距离是光束波长的整数倍时，二者步伐就会保持一致，也就是会发生“相长干涉”。

相长干涉

同理，当它们的关系是奇数倍时，就会发生“相消干涉”。

相消干涉

那有了明暗条纹，彩色又从何而来呢？

如果入射光是宽带光和白色光的话，比如太阳光，就会出现彩色图案，因为白光由各种不同波长的单色光复合而成，并且在发生干涉时，不同部位的薄膜厚度不同，各个颜色的光（波长不同）能产生相长干涉的区域也不一样，这样就会出现视频中的彩带了！

当然，如果薄膜的厚度越来越小，以至于不可能有反射发生，它的颜色就会变得越来越浅，肥皂泡也会很快破裂。

没想到 还有艺术家利用这点画起了画！

比如这幅长2cm宽3cm的《星夜》，就是在金属钛的表面用激光笔画的，和肥皂泡一样，画家通过精确控制金属表面的厚度，让上下表面的反射光产生干涉，进而产生了瑰丽多变的色彩。

《星夜》

除此之外，薄膜干涉的应用还有很多，比如“双色玻璃”，和普通的彩色玻璃相比，它不仅正反两面的色彩不同，并且在不同的角度观察，玻璃的颜色也会发生改变，这是因为玻璃的表面覆盖有一层纳米级别的光学薄膜，光在照射到上面时就会发生干涉。

再比如，相机镜头的颜色大都是淡紫色的，也是因为上面有一层增透膜，当它的厚度等于绿光波长的1/4时，反射的绿光就会产生相消干涉，这样边缘的红光和紫光无法显著消弱，就会被反射出来了~