本学位论文,主要研究了引力场和物质场在不同厚膜模型上的局域化以及质量谱,并且分析了两种不同类型的引力场局域化势函数所导致的四维牛顿引力势函数的修正。首先我们简单回顾了额外维理论中三个重要的模型：Kaluza-Klein理论,ADD模型,以及Randall-Sundrum模型。接着,我们介绍了一般厚膜的构造原理,并与薄膜进行了比较。接着我们具体研究了引力场以及物质场在Anti-de Sitter厚膜世界上的局域化和质量谱。对于引力场来说,引力场KK模式的Schrodinger方程的势函数在额外维的边界上趋于无穷,从而使得存在一组分离的束缚态KK模式,尽管引力零模不能局域化在Anti-de Sitter厚膜上,但是所有的有质量模式均可以局域化在厚膜上。我们进一步还分析了Anti-de Sitter厚膜上引力的标量涨落,其标量涨落是稳定的。对于自旋为0的标量场和自旋为1的矢量场,KK模式的Schrodinger方程的势函数在边界上也趋于无穷,而标量场和矢量场的局域化性质与引力场类似。对于自旋为1/2的费米子,我们引入了Yukawa耦合ηψφψ,其耦合系数为正的时候,我们可以在Anti-de Sitter厚膜上得到四维无质量左手费米子,和有质量的Dirac费米子。随后我们研究了物质场与背景标量场耦合的情况下在Anti-de Sitter膜世界上的局域化。对于自旋为0的标量场Φ,我们引入其与背景标量场φ的相互作用,其相互作用势是：V=（λφ2-u2）Φ2+丁Φ4,则标量场的局域化和质量谱取决于耦合系数是否大于临界耦合系数λ0.当λ>λ0时,则标量场KK模式相应的Schrodinger方程的势函数在额外维的边界上趋于正无穷,这样的势函数对应的KK模式都是束缚态,而标量零模通过参数的精细调节也可以局域化。而当λ<λ0时,标量场KK模式的势函数在远离膜所在的位置处趋于负无穷,这时所有的标量场KK模式都不是束缚态。对于自旋为1的矢量场的情况类似于耦合系数大于临界耦合系数时的标量场的情况,但是零模不能局域化在Anti-de Sitter厚膜上。对于自旋为1/2的费米子,我们引入通常的Yukawa耦合ηψφψ,其中η是耦合系数,我们发现费米子局域化取决于耦合系数是否大于临界耦合系数η0.当η>η0,四维无质量左手征费米子和由一对相同质量的左右手征费米子耦合构成的Dirac费米子都可以局域化在Anti-de Sitter厚膜上。而当0<η<η0的时候,四维Dirac费米子不能局域化在Anti-de Sitter膜上。接着我们研究了引力和背景标量场耦合产生的厚膜世界,我们分别考虑背景标量场解为单kink解和双kink解的情况。我们讨论了引力和背景标量场耦合的耦合系数ζ对膜世界结构的影响,以及引力场和不同的物质场在非最小耦合膜世界上的局域化。我们发现当引力与背景标量场耦合增强的时候,即耦合系数ζ增大的时候,膜世界将会劈裂为两个子膜,并且随着耦合系数的增加子膜劈裂的越明显。对于引力的张量涨落和费米子的局域化,我们发现引力零模和左手费米子零模可以局域化在单kink产生的膜的中心或者双kink产生的子膜之间,好像引力与标量场的耦合对引力场和费米子的局域化并不影响,但是对标量场而言,当引力与背景标量场的耦合系数ζ大于耦合系数的临界值ζ0,标量零模将会局域化在两个子膜上。我们还研究了引力与背景标量场的耦合效应对引力场和费米子KK模式共振态的影响。最后,我们研究了引力场在弯曲厚膜（de Sitter厚膜和anti-de Sitter厚膜）上的局域化和质量谱。我们将进一步针对两类不同的引力场局域化势,研究在这两种局域化势下的有效牛顿引力势的修正。我们发现对于这两种引力场局域化势的情况下,在距离r很小的时候,牛顿引力势的修正是相同的：ΔU（r）～1/r2.而这与Randall-Sundrum膜世界得到的修正：ΔU（r）-1/r3不同。