在陽光下泡泡為什么是彩色的

陽光下泡泡為什么是彩色的原因

肥皂泡不僅有彩虹般的顏色，而且還在不斷變化。當(dāng)肥皂泡的顏色褪色并變成灰黑色時，意味著它即將破裂，當(dāng)光線照射到這層薄薄的水膜上時會發(fā)生什么呢?在陽光下泡泡為什么是彩色的?

在陽光下泡泡為什么是彩色的

空氣和水是透光介質(zhì)，它們的結(jié)合點稱為界面。當(dāng)光遇到界面時，一部分會被反射回來，一部分會繼續(xù)向前移動并被折射。我們把一根筷子插入水中，從側(cè)面看，會發(fā)現(xiàn)水中的筷子是彎曲的，這就是折射。當(dāng)我們俯視水面時，角度合適，還可以看到筷子的鏡像，這就是反射。

薄膜干涉的現(xiàn)象，不僅僅只出現(xiàn)在肥皂泡上。任何厚度與可見光波長差不多的透明薄膜，在合適條件下都會產(chǎn)生這種薄膜干涉。例如，水塘上的油污膜也會呈現(xiàn)彩虹色;相機鏡頭、防藍光眼鏡鏡片、被火燒過的刀片表面，也都會顯示出特殊的色彩。這些色彩的背后，其實都是薄膜干涉的效果。

陽光下彩色泡泡

泡泡其實就是被洗滌劑分子包裹著的一層薄薄的水膜。或許我們已經(jīng)知道，空氣和水都是可以透過光的介質(zhì)，它們的交界處叫作“界面”。當(dāng)光遇到一個界面時，一部分會被反射回來，還有一部分會繼續(xù)前進，發(fā)生折射。

光的反射、折射、吸收與分散

肥皂泡上的一層水膜，看起來非常的薄，但在微觀上來看卻擁有兩個“空氣-水”界面。光從空氣中遇上水膜，先后遇到這兩個“空氣-水”界面，每遇到這個界面時，便會有一部分的光直接發(fā)生反射改變原來的方向，而另一部分會發(fā)生折射直至有一部分穿過水膜回到空氣當(dāng)中。于是，其中一部分的光會在水膜中循環(huán)反射多次，發(fā)生干涉現(xiàn)象。

干涉是光的一種基本性質(zhì)。同一時刻在同一位置上的多條光波會互相疊加各自的光強度，也即發(fā)生了干涉現(xiàn)象。而干涉產(chǎn)生的效果與相位有關(guān)，以致產(chǎn)生兩個極端的效果——同相更強，反相相消。在物理學(xué)上，將兩束光的峰值疊加在一起變得更強稱為“相長干涉”，而兩束光的峰值和谷值分別疊加在一起互相抵消則稱為“相消干涉”。這是干涉中的兩種極端情況，在通常情況下，實際的干涉會介于相長干涉和相消干涉之間。

相長干涉及相消干涉

光的頻率(也即光的顏色)以及薄膜的厚度對實際干涉的具體情況又會產(chǎn)生影響，以至于某些波長的反射光會被削弱，而有的波長則會被增強，光強度的增減使薄膜上出現(xiàn)不斷變化的色彩。

日常生活中，我們也可以觀察到，吹出來的泡泡會往下滴水。同理，在重力因素的影響下，泡泡頂部的水膜會先變薄，再加上水分的蒸發(fā)，使得水膜上光的干涉情況時刻發(fā)生變化，使泡泡呈現(xiàn)出光影的變化。

怎樣讓泡泡保持的時間更久?保持時間的秘訣，是讓泡泡周圍的環(huán)境盡量濕潤。如果你想讓泡泡停在你的書桌上，那最好先把書桌弄濕，否則干燥的桌面一接觸泡泡，就會將水分吸走，把泡泡弄破。可能你已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，當(dāng)泡泡停留在塑料、雨衣、橡膠手套這些防水材料上時，能夠保持更長的時間，甚至你還可以用這些材料來把泡泡當(dāng)乒乓球顛。這是因為，這些材料都具有疏水性，水不喜歡它們，喜歡躲它們遠遠的，所以泡泡一遇到它們，就彈開了。玩累的時候，你也就給泡泡找一個最安全的地方——水面，泡泡在那里，能保持的時間最長。

2、怎樣讓泡泡更結(jié)實?如果想讓泡泡不那么容易破，可以加入一些甘油或白糖，這些物質(zhì)能夠讓泡泡更具韌性。你吹過的最大的泡泡有多大?聽科學(xué)家說，泡泡最高能吹4米，寬度呢

3、怎樣搭建泡泡塔?泡泡擠在一起時，接觸面會緊貼在一起，你發(fā)現(xiàn)兩個泡泡之間的面會向哪個方向凸起呢?有沒有觀察過?當(dāng)小泡泡和大泡泡接觸后，凸起會朝著大泡泡那方，兩個大小一樣的泡泡遇到一起，中間層會不偏不倚。三個勢均力敵的泡泡在一起呢?接觸面形成的角度恰好都是120°。那么更多的泡泡放一塊又會怎樣?不如動手試試看吧!

沒有最寬，只有更寬。你要不要挑戰(zhàn)一下呢?

那為什么顏色會變化呢?并且還會慢慢消失?

顏色變化的原因前面已經(jīng)說了，那就是因為光的干涉是隨機的，因為不同地方的顏色會隨機變化，而慢慢消失的原因是泡泡就算在輕也仍是有重量的，在重力的作用下頂部的水會慢慢往兩側(cè)流，加上水分的不斷蒸發(fā)，所以頂部的這層薄膜就會越來越薄，最終破裂。