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為什麼陽光下的泡沫是彩色的?

  • 由 科學認識論20220114 發表于 手機遊戲
  • 2022-07-14
簡介顏色變化的原因前面已經說了,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流,加上水分的不斷蒸發,所以頂部的這層薄膜就會越來越薄,最終破裂

泡泡的顏色為什麼是彩色的

這其實是一種光學現象,叫做薄膜干涉!

干涉干涉在物理學上是指兩列或兩列以上的波在空間中重疊時發生疊加從而形成新的波形的現象。結合這個問題我們來討論光的干涉。

為什麼陽光下的泡沫是彩色的?

關於光的干涉相關知識其實在高中物理就有所涉及,老師還會讓我們揹著一句話:“只有兩列光波的頻率相同,相位差恆定,振動方向一致的相干光源,才能產生光的干涉”。

也就是說如果兩束光都來自普通獨立光源那麼就不可能產生干涉現象,在高中或本科的光學實驗中,光的干涉實驗室是必做的,其利用的就是將同一光源利用分光鏡來產生兩束可發生干涉的光線。或者說我們常說的雙縫干涉實驗。

為什麼陽光下的泡沫是彩色的?

泡泡

我們小時候經常會用肥皂水或者洗衣粉水來吹泡泡,“資深”玩家能夠知道剛吹出來的泡泡能夠在陽光下產生五彩斑斕的光芒,並且還不斷變化,慢慢的色彩就會消失,最終泡泡破碎。

為什麼陽光下的泡沫是彩色的?

我們仔細想想其中的原理,所謂泡泡大家可以認為就是相關洗滌劑分子包裹的一層水膜,那麼顯而易見出現色彩的必然是這層水膜的原因。

當光線照射到薄膜時會發生什麼?如果記不得你真對不起你的物理老師,會發生髮射與折射現象,因為當在光疏與光密介質中傳播時就是在臨介面發生折射,因此光就被分為兩部分一部分發射回大氣,一部分則在薄膜內折射後繼續傳播。

為什麼陽光下的泡沫是彩色的?

既然是薄膜就自然會有上下表面,在上表面發生了發射與折射,那麼當進過一次折射的光線到達下表面時自然也會發生反射與折射,而這時在下表面被髮射的光又會到上表面被反射與折射,所以一束光會在這層薄膜中來回反射。

為什麼陽光下的泡沫是彩色的?

既然光不停來回的反射就必然會“相遇”,又因為其本就是同根同源所以自然就發生了干涉現象,這些光波波峰與波峰,波谷與波谷,波峰與波谷相遇,有的還介於兩者之間。

我們日常看到的太陽光是複合光,也就是由不同波長的光共同組成的,當發生干涉時有些顏色的反射光被削弱了,有些顏色的反射光被增強了,所以就會泡泡就會展現出五彩繽紛的顏色。

為什麼陽光下的泡沫是彩色的?

那為什麼顏色會變化呢?並且還會慢慢消失?

顏色變化的原因前面已經說了,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流,加上水分的不斷蒸發,所以頂部的這層薄膜就會越來越薄,最終破裂。

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