组成肥皂泡的薄薄的水膜,就拥有两个“空气-水”的界面:光从空气中遇上水膜,也就是第一个“空气-水”界面时,一部分反射,一部分折射;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。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(也就是颜色)、以及薄膜的厚度都有关系,这就使有些颜色的反射光被削弱了,有些颜色的反射光被增强了。于是,薄膜上就产生了变化的色彩,而不再是“白色”的日光了。
肥皂泡不但会出现彩虹一样的绚丽色彩,其实还在不断地发生着变化。比如,当肥皂泡的色彩渐渐褪去变成灰黑色的时候,就意味着快要破裂。这些,其实都源于一种叫“薄膜干涉”的光学现象。空气和水都是可以透过光的介质,它们的交界处叫作“界面”。当光遇到一个界面时,一部分会被反射回来,还有一部分会继续前进,发生折射。例如,把一根筷子插进水里,如果我们从侧面看,就会发现水里的筷子弯折了,这就是折射;而当我们俯视水面时,如果角度合适的话也能看到筷子的镜像,这就是反射了。
肥皂泡本身是无色的,就像一张透明的玻璃纸一样,阳光在肥皂泡的正面和背面都会产生反射。当阳光穿过正面,遇到了背面,立刻反射回来;反射回来的光线回到正面,又会引起一定的反射。阳光是由7种单色光组成的,如果在肥皂薄膜的某一处恰好使得两股反射回来的红光相互抵消了,在这个地方看到的就是失去了红光的阳光,看上去就是蓝绿色。而在另一部分,某种色光得到了加强,呈现出来的就是另一种颜色。肥皂泡就是这样把阳光分解,呈现色彩斑斓的图案。
肥皂泡上经常能看到颜色。这是因为从形成泡的很薄的水膜的两边的光反射引起的。白光由所有不同波长或颜色的光波组成,在从水膜一边反射回来的具有一定波长的波的波峰和从另一边反射的波谷相重合时,对应于此波长的颜色就不在反射光中出现,所以反射光就显得五颜六色。简单说,白光等于所有光相加,于是白光含有很多波长的光。这些波长不同的光反射后发生了光的干涉。
因为这和它的形状以及颜色息息相关,首先我们得了解一下阳光,初中的物理课上得知太阳光是连续的光谱形成的,因为频率或波长的原因所以可以形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色。没错就是彩虹,彩虹是由太阳光经折射形成的。泡沫形成后是一个不规则且透明的球体,因为是球体那么就可以有阳光的照射点和成像面,这样可以让我们的眼睛接收到泡沫里折射出来的彩色了。
一个肥皂泡就是一个薄膜,由于重力的原因,但是它的表面厚度不均匀。而白色光实际上由不同波长的光组成,在同一个厚度处,有的光干涉增强,有的光干涉减弱,在某个厚度处的薄膜就会显示出某种颜色。因此,不同波长的光在干涉时分离,不同的颜色就从表面上反射出来。





