波/薄膜
图 1.14: 平面光波垂直入射到厚度为 且折射率为 的透明薄膜上。在薄膜的前表面发生部分反射，形成光束 A，在后表面发生部分反射，形成光束 B。大部分波完全穿透薄膜，如光束 C。
当光与肥皂泡等透明材料的薄膜相互作用时，就会发生最能说明干涉现象的现象之一。图 1.14 显示了平面波垂直入射到薄膜上的情况，它被薄膜的前表面和后表面部分反射。从薄膜的前表面和后表面反射的波彼此发生干涉。干涉可能是相长干涉或相消干涉，具体取决于两个反射波之间的相位差。
如果入射波的波长为 ，人们可能会天真地认为，如果 是 的整数倍，那么光束 A 和 B 之间会发生相长干涉。
有两个因素使情况变得复杂。首先，薄膜内部的波长不是 ，而是 ，其中 是薄膜的折射率。然后，如果 ，就会发生相长干涉。其次，事实证明，当波入射到折射率高于其浸入介质的材料时，在反射时会发生半个波长的额外相移。当光从折射率低于入射光束所感知的区域反射时，不会发生这种相移。因此，光束 B 在反射时不会获得任何额外的相移。因此，相长干涉实际上发生在
- (2.23)
而相消干涉发生在
- (2.24)
当我们观察肥皂泡时，我们会看到来自光源的反射光呈现出彩色条带。这些条带的起源是什么呢？普通光源的光通常是由不同波长的光混合而成的，波长范围大约从 （紫光）到 （红光）。在紫光和红光之间还有蓝光、绿光和黄光，按照这个顺序排列。由于不同颜色对应着不同的波长，因此很明显，对于混合光源，某些颜色的光会发生相长干涉，而另一些则会发生相消干涉。发生相长干涉的光将在反射中可见，而发生相消干涉的光将不可见。
还有一个因素也会影响到结果。如果光线不是垂直入射到薄膜上，那么从薄膜前后表面反射的光束所经过的距离差将不仅仅是薄膜厚度的两倍。为了定量地理解这种情况，我们需要用到折射的概念，这将在以后的几何光学中进行详细介绍。但是，可以清楚地看到，对于不同的入射角，不同波长的光将发生相长干涉。薄膜的不同部分通常从不同的角度被观察，因此在反射中会呈现不同的颜色，从而导致肥皂泡上通常看到的彩色图案。