hce_kmu
113年
物理及化學
第 55 題
Thin film coating is a technique for anti-reflection. How thick a thin film with the refractive index of 1.25 should be coated on a glass surface (n=1.5) to eliminate the reflection for the wavelength of 600 nm? Only consider normal incidence.
- A 120 nm
- B 150 nm
- C 300 nm
- D 500 nm
- E 600 nm
思路引導 VIP
試著思考一下：當光線在薄膜的前後兩個介面反射時，如果這兩次反射光都同樣產生了半個波長的相位跳變（硬牆反射），那麼這兩束光在重新匯合時，它們原有的相位差會消失還是加倍？在這種情況下，薄膜的厚度必須提供多少額外的路徑差，才能讓這兩束光最終呈現『波峰對波谷』的抵銷效果呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準選出 120 nm，代表你對**薄膜干涉（Thin-film interference）**的相位變化與光程差觀念掌握得非常紮實。
相位變化與破壞性干涉
這題的核心在於判斷兩次反射的相位變化。當光從空氣（$n=1.0$）進入薄膜（$n=1.25$），以及從薄膜進入玻璃（$n=1.5$）時，兩次反射都是由「波速快」介質進入「波速慢」介質，因此兩次反射光都會產生 $180^\circ$（即 $\frac{1}{2}$ 波長）的相位移動。既然兩者都有相同的相位移動，為了達到**消減反射（破壞性干涉）**的目的，我們只需要讓薄膜產生的額外路徑長（來回共 $2d$）對應到薄膜內波長的「半奇數倍」即可。
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