肥皂泡有彩色条纹是因为什么现象
肥皂泡有彩色条纹是因为光波的干涉现象。肥皂泡薄膜非常薄,只有微米或亚微米的数量级。
当光线照射到薄膜上之后,会有透射和反射两个过程。
光线在第一个面发生第一次反射,当剩余光线进入薄膜后,又在第二个面上发生第二次反射。
结果两个反射光产生叠加干涉形成一个新的波长的光线。
薄膜满足一定条件时,就会使反射的一定波长的两个光相互抵消,薄膜便出现了该抵消光的互补色。
由于受重力的作用,不同位置薄膜厚度不一样,干涉的波长也不同,所以,在不同的位置我们会看到不同的互补光的颜色。
肥皂水泡泡为什么是彩色的?其实,这源于一种叫“薄膜干涉”的光学现象。
我们通常用洗涤剂以一定的比例兑水制作肥皂水泡泡,所以泡泡就是被洗涤剂分子包裹着的一层薄薄的水膜。
组成肥皂水泡泡的薄薄的水膜,这就拥有了两个“空气-水”的界面:光从空气中遇上水膜,也就是第一个“空气-水”的界面时,一部分发生反射;而折射的部分穿过水膜,又遇到第二个“空气-水”的界面,这时,又有一部分光被反射了回去,而另一部分则穿过它,回到了空气里。
这样,有一部分光在离开水膜之前,就会被来来回回地反射很多次。
光有一种性质——同在一处的多条光波会相互叠加自身的强度。
这样的现象叫做“干涉”,是一种“同相更强,反相相消”的效果,有“相长干涉”和“相消干涉”两类现象。
在肥皂水泡泡的薄膜中被来来回回反射的光,就会发生干涉。
不过通常来讲,完全的相长干涉和完全的相消干涉是两个极端,实际干涉的情况会介于两者之间,而且实际干涉的情况和光的波长、薄膜的厚度都有关系,这就使得有些颜色的反射光被削弱了,有些颜色的反射光则被增强了。
于是,肥皂水泡泡的薄膜上就产生了变化的色彩,而不再是单单白色的。
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