薄膜干渉
膜に光が入射した時、膜の上下の界面では、それぞれ光の反射が起こる。膜の厚さが光の1/4波長の奇数倍になると、両方からの反射波が干渉して打ち消しあうようになる。一方、厚さが光の1/2波長の倍数の場合は、2つの反射波が互いに強め合う。このように、さまざまな波長からなる白色光を膜に入射すると、特定の波長(色)が強くなり、他の波長は弱くなる。薄膜干渉により、シャボン玉や水中の油膜からの反射光が複数の色に見えることが説明される。また、メガネやカメラレンズに使われている反射防止膜の働きも、この薄膜干渉によるものである。
膜の本当の厚さは、その屈折率と光の入射角の両方に依存する。屈折率が高い媒質では光の速度が遅くなるため、光が膜を通過する際の波長に比例して膜が作られる。通常の入射角では、厚さは中心波長の4分の1又は2分の1の倍数になるが、斜めに入射すると厚さは4分の1波長又は2分の1波長の位置での角度の余弦に等しくなり、見る角度が変わると色が変わる(所定の厚さの場合、角度が垂直から斜めに変わると、色は短波長から長波長へと変化する)。このような強めあう/弱めあう干渉による反射/透過の帯域幅が狭くなるため、回折格子やプリズムのように波長ごとに分かれた色ではなく、スペクトル中に他の波長を含まない様々な波長が混在した色が観察される。したがって、観察される色は虹色ではなく、茶色、金色、ターコイズ、ティール(teal)、明るい青、紫、マゼンタなどである。薄膜で反射したり透過したりする光を調べることで、膜の厚さや膜の媒質の有効屈折率などの情報を得ることができる。薄膜は、反射防止膜、ミラー、光学フィルタなど様々な用途に使用されている。