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光的折射是我们日常生活中常见的现象。当你把筷子插入水中时，会发现筷子看起来在水面处弯折了；游泳池看起来也比实际深度要浅。这些都是光线在不同介质中传播速度不同造成的。当光线从空气射入水中时，会发生偏折，遵循斯涅尔定律：n₁sinθ₁等于n₂sinθ₂。其中θ₁是入射角，θ₂是折射角，n₁和n₂分别是两种介质的折射率。
全反射是光学中的重要现象，在光纤通信、钻石切割等领域有广泛应用。当光线从密介质射向疏介质时，如果入射角大于临界角，就会发生全反射。临界角的计算公式是sinθc等于n₂除以n₁。对于光纤，玻璃芯的折射率约为1.5，包层折射率约为1.0，临界角约为42度。当入射角逐渐增大时，我们可以看到折射光线逐渐消失，最终发生全反射。
要理解光的干涉和衍射，我们首先需要认识光的波动性质。光波可以用正弦函数描述，具有振幅、波长和频率等基本参数。波动方程为y等于A乘以sin括号kx减ωt括号，其中A是振幅，k是波数，ω是角频率。两束光要产生干涉，必须满足相干条件，即频率相同、相位差恒定。我们可以看到光波的传播过程，红点表示同相位的点，它们始终保持相同的振动状态。
双缝干涉是证明光波动性的经典实验。当单色光通过两个狭缝时，会形成两束相干光波。这两束光波在观察屏上相遇，产生明暗相间的干涉条纹。关键在于光程差的计算：δ等于d乘以sinθ，其中d是双缝间距。当光程差等于波长的整数倍时，出现明纹；当光程差等于半波长的奇数倍时，出现暗纹。红色和蓝色波线分别代表从两个狭缝发出的光波，它们的叠加形成了右侧的干涉图样。
薄膜干涉在日常生活和科技应用中随处可见。肥皂泡的彩色就是薄膜干涉的结果。当光线射到薄膜上时，会在上下两个表面发生反射，形成两束反射光。这两束光的光程差为2nt cosθ，其中需要考虑半波损失。在相机镜头上的增透膜就是利用这个原理，通过控制薄膜厚度，使特定波长的光发生相消干涉，从而减少反射。对于绿光波长550纳米，折射率1.38的增透膜，最佳厚度约为100纳米。