박막 간섭 계산기

위상 반전 횟수 때문입니다. 굴절률이 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 반사할 때만 파동이 뒤집히는데, 이게 홀수 번이면 반파장이 더해진 셈이라 조건이 통째로 뒤바뀝니다. 비눗방울(공기/비누/공기)은 한 번, 반사 방지 코팅(공기/MgF₂/유리)은 두 번이라 정반대입니다.

막이 아주 얇아져 경로차가 0에 가까워지는데, 반전이 한 번이라 그 지점이 상쇄 조건이기 때문입니다. 모든 파장이 함께 죽어 색이 아니라 검게 보이고, 그 상태가 되면 곧 터집니다.

공기/MgF₂/유리는 굴절률이 계속 올라가 위상 반전이 두 번이라 서로 상쇄됩니다. 그러면 상쇄 조건이 2nt = (m+½)λ이고 m=0이면 t = λ/4n이 됩니다. 550nm 기준 MgF₂(n=1.38)라면 99.6nm입니다.

코팅이 사람 눈이 가장 민감한 550nm를 기준으로 맞춰져 있어 그 근처 반사만 잘 죽기 때문입니다. 빨강과 파랑 쪽 반사가 조금 남아 그 색이 비쳐 보입니다.

비스듬히 보면 빛이 막을 지나는 경로가 짧아지기 때문입니다. 경로차가 2nt·cosθ₂로 줄어 보강되는 파장이 짧은 쪽으로 옮겨갑니다. 같은 자리라도 보는 각도에 따라 다른 색이 됩니다.

한 층으로는 어렵습니다. 완전히 없애려면 코팅의 굴절률이 √(위 × 아래)여야 하는데 공기와 유리 사이면 1.233이 필요합니다. 그 굴절률을 가지면서 긁힘에 견디는 재료가 없어 MgF₂(1.38)로 타협하고, 그래서 1~2%가 남습니다. 여러 층을 겹치는 멀티코팅이 이 한계를 넘습니다.