肥皂泡上的彩色斑纹是怎么来的？

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  当太阳光照射在肥皂膜的表面时，会分别被薄膜的上、下两个表面反射，如此，一束光就变为两束相互干涉的反射光线。由于肥皂膜在各处的厚度并不均匀，阳光中的7种单色光，在肥皂膜厚度不同的地方，就会出现有的会加强，有的会减弱，有的甚至会相互抵消。就这样，肥皂膜把阳光分解，呈现出五颜六色的图案。

  

  我们常常看到这样的一些现象：肥皂泡在阳光下呈现出五彩斑斓的色彩，水面上的油膜表面呈现光鲜的彩色条纹。肥皂膜和油膜本身是无色的，为何会呈现出如此美丽的颜色呢？其实，这是白光在透明薄膜的上、下表面反射并相互干涉的结果。

  物理学家研究表明：光波像池塘里的水波一样，具有波动性。向池塘的水里投两颗石子，产生的涟漪相遇，相互干涉，形成了美丽的干涉花纹。如果仔细观察，还会发现这些水波某些位置处的振动一直加强，而另一些位置处的振动却一直在减弱。

  同样的道理，当两束或多束频率相同的光相遇时，也会产生相互干涉的现象。某些位置处的光振动一直在加强，所以此处就比较亮，称作相长干涉；某些位置处的光振动一直在减弱，所以此处就比较暗，称作相消干涉。值得一提的是，一定厚度的膜，仅能使一定波长（颜色）的光产生稳定的相长干涉或者相消干涉。例如，在某处，如果仅红色光满足相长干涉条件，那么此处就呈现红色；如果此处仅有绿色光满足相长干涉条件，那么此处就只会呈现绿色。

  肥皂膜是透明薄膜，而且有上、下两个表面。当太阳光照射在肥皂膜的表面时，会分别被薄膜的上、下两个表面反射，如此，一束光就变为两束相互干涉的反射光线。太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种单色组成的可见光，由于肥皂膜在各处的厚度并不均匀，根据相长干涉和相消干涉理论，在膜面厚度不同的位置上，既会有不同颜色的光满足相长干涉条件，也会有不同颜色的光满足相消干涉条件。如此一来，阳光中的7种单色光，在肥皂膜厚度不同的地方，就会出现有的会加强，有的会减弱，有的甚至会相互抵消。在色彩表现上，也会出现肥皂膜上有的地方红一些，有些地方蓝一些，有些地方绿一些，有些地方又会显出其他的颜色的情况。就这样，肥皂膜把阳光分解，呈现出五颜六色的图案。另外，液体的流动会导致薄膜厚度发生细微的变化，薄膜上的彩色斑纹也随之流动，因此，我们看到的彩色波纹也是流动的。

  不仅仅肥皂泡会发生这样的现象，任何透明薄膜只要有光线射入，都会产生这样的现象。例如，我们常见的水上的油膜、蜻蜓的翅膀、CD片等等，在阳光的照射下，它们都会呈现出缤纷斑斓的色彩，其原理与肥皂泡呈现彩色的原理相同，这种颜色叫做薄膜色。这种现象称为光的干涉。

  

  我们吹肥皂泡时，还会发现一个非常有趣的现象，刚开始吹时，色彩并没有那么绚丽：随着泡泡被逐渐吹得越来越大，它的色彩也会变得越来越亮丽，直至破灭。这又是怎么回事呢？

  原来，并不是所有厚度的透明膜都会发生光的干涉现象。如果膜过厚，膜下表面与膜上表面的反射光就不会相互干涉。当肥皂泡被吹得越来越大时，膜也会随着越变越薄，当能满足光的干涉条件时，才会形成美丽的色彩和图案。

  薄膜的颜色与其厚度有关，按照这个道理，就产生了一些非常有趣的应用。例如，检验精密机械零件的表面是否存在瑕疵，通常的检验方法是：先把被检查的表面与一个标准的表面相接，然后放在光线下照射，仔细观察两个表面间的空气薄膜所产生的彩色斑纹。如果彩色斑纹发生畸形变化，就说明被测的表面有缺陷。然后再根据斑纹的畸变、弯曲的形状和不规则的程度，来确定被测表面的缺陷所在位置和缺陷程度。