肥皂泡彩色条纹

吹肥皂泡可能是很多人童年时玩过的游戏。五彩缤纷的泡泡在空中飘荡,泡泡上还会倒映出彩色的树木房屋,就像童话里的场景一般。

可是,肥皂泡为什么会出现彩虹一样的绚丽色彩,还不断地发生着变化呢? 而你有没有注意过,当肥皂泡的色彩渐渐褪去变成灰黑色的时候,就快要破裂了呢?

而这些,其实都源于一种叫“薄膜干涉”的光学现象。我们通常用洗涤剂(洗洁精、洗衣粉等等)以一定的比例兑水来吹肥皂泡,所以泡泡就是被洗涤剂分子包裹着的一层薄薄的水膜。那么,当光照射到这一层水的薄膜时,都发生些什么呢?

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。这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。