肥皂泡明明是透明的,为什么能变出七彩颜色?
看完这篇你会知道肥皂泡的颜色来自光在薄膜两面反射后互相叠加或抵消,而不是任何染料
小时候吹肥皂泡,那层薄薄的泡泡膜看起来什么颜色都没有,可一旦飘起来,红橙黄绿蓝靛紫全跑出来了。这不是魔法,也不是肥皂里加了染料——答案藏在光和薄膜之间一场微妙的"较量"里。
光其实是一群"颜色混在一起的家伙"
我们平时看到的白色阳光,其实是红、橙、黄、绿、蓝、紫……所有颜色的光混合在一起的结果。你可以把它想象成一碗"什锦汤",喝起来是一个味儿,但里面其实有很多种食材。用三棱镜一分,或者下雨后看彩虹,就能把这些颜色一一"拆"出来。所以问题不是肥皂泡"有"颜色,而是它有办法把某些颜色单独"挑"出来给你看。
泡泡的薄膜是怎么"挑"出颜色的?
肥皂泡的膜极其薄,大概只有头发丝的千分之一厚。光打到这层膜上,有一部分从膜的外表面反射回来,还有一部分穿进去、又从膜的内表面反射回来。这两拨反射光同时进入你的眼睛,就像两个人说话,有时候声音叠在一起变响,有时候互相抵消变安静。光也一样——某个颜色的光,如果两次反射恰好"步调一致",就会被加强,显得特别亮;如果"步调相反",就会互相抵消,消失不见。最终哪个颜色被加强,完全取决于薄膜那一刻的厚度。
这个过程有个专业名字叫"薄膜干涉",但你完全不用记这个词——只需要知道:薄膜的厚度决定了你看到哪种颜色,就够了。
为什么颜色一直在变来变去?
肥皂泡飘在空中,膜里的液体受重力影响一直往下流,导致膜各处的厚度每时每刻都在变化——顶部越来越薄,底部相对厚一些。厚度不同,被加强的颜色就不同,所以你才会看到颜色在泡泡上流动、翻涌,像一幅活的油画。快要破掉的时候,膜薄到极限,所有颜色全部"抵消",泡泡会变成一片黑色或灰色,然后"砰"的一声消失——这个黑色瞬间其实是破掉前的最后信号,留心的话你能在吹泡泡时亲眼看到。
顺便说一句,CD碟片、蝴蝶翅膀、贝壳内壁闪烁的光泽,用的都是同一个原理。下次见到它们,不妨想想:此刻有多少束光正在那层薄薄的表面上"打架",才撞出了这一眼的美丽。