陽光下的泡沫為什麼是彩色的 陽光下肥皂泡為什麼呈現彩色

導語：日常生活中，泡沫是我們常常會見到的事物。比如，我們在用洗衣液加水後就會產生白色泡沫。有些朋友發現，在陽光下的泡沫是彩色的。那麼，大家知道陽光下的泡沫為什麼是彩色的？陽光下肥皂泡為什麼呈現彩色？下面小編給大家科普一下，快來長知識吧。

陽光下的泡沫為什麼是彩色的

　　泡沫

這是一種光學現象，在物理學上，兩列或者兩列以上的波在空間摺疊或者重疊發生的一些新的規定現象。這是一種物理問題，關於光的常識，在高中物理都會有所學到，老師還會讓我們背關於光的這一句話，意思差不多就是兩個光波的頻率溝通，相位差的恆定，振動偏向光源就會發生光的過問，這兩束光都發生光的現象。

高中的課本有過關於光的實驗光的實驗室必做的，當時就是將一個光源分成兩束光同時發射，之後就分成了兩部分，有些光會返回去，另外一部分就會讓我們看到，我們通常都會用洗衣粉來弄出來泡沫，就算最小的時候就經常這樣做，在陽光下就會發生出各種不同的的光，但是顏色會慢慢消散，最終泡泡也破碎了。

泡泡是和泡沫的性質是差不多的，泡泡是在洗衣粉外包裹的一層水膜，泡沫也是同樣的原理，這個色彩就是通過水膜的原因，當光線照射在薄膜的時候，對發生折射現象，在光密介質中流傳，在臨界處發生折射。有兩部分，一部分被反射回大氣，另一部分在薄膜中折射，光一直反的話，就會和反射光相遇，然後兩個光發生了波峰之後有些顏色減弱了，但是有的顏色就被反射光加強了，就會出現各種不同的顏色，其中的光是隨機的，所有的顏色都會隨機轉變，薄膜是兩面發生折射和發射，這兩種對於光的發生反應，泡沫本來是沒有顏色的，但是我們看到的是有顏色的，所以泡沫是有兩個面，從正面穿過去，遇到背面又被反射回來，反射回正面的時候又發生光反應，這種反應最後就失去原本的太陽光，呈現出別的顏色，最後肥皂泡就把太陽分成了好幾多種。

　　泡沫圖片

泡沫的彩虹色的變化

泡沫的彩虹色，似乎包含了豐富的變化顏色，原因在於光線從不同角度射進泡沫。泡沫的顏色是由薄膜干擾現象引起的，光路長度隨入射光的角度而變化，使泡沫上不同點的內外反射光線的路徑差異不同。這意味著，即使泡沫膜厚度均勻，也可以看到不同的顏色，以更大角度進入泡沫的光比光直接傳播的路徑短。這使得不同的波長經歷相長和相消干涉，因此可以感知到不同的顏色。

太陽中的白光由與特定波長相對應的不同顏色組成。隨著膜厚度的變化，射線必須傳播的額外距離也會變化。當總的額外距離與特定波長的光匹配時，干涉是相長的，而在總波長的一半時，則是相消的。因此，如果白光照射到泡沫上，則薄膜會反射特定色調的光，並且該色調會隨著薄膜的厚度而變化，最終呈現出五彩繽紛的樣子。

泡沫的顏色取決於薄膜的厚度。泡沫逐漸乾燥（由於蒸發）而變得越來越薄，最後破裂。隨著泡沫的表面膜變得越來越薄，可以看到整體顏色的變化。厚壁會抵消紅色範圍內的較長波長。隨著泡沫膜變薄，黃色波長被抵消。當它變得更薄時，綠光就會消失。當泡沫進一步變薄時，藍色波長範圍內的更短波長被抵消。

泡沫表面所得顏色是未遭受相消干涉的顏色及其相消干涉程度的組合。藍綠色在較厚的泡沫膜中占主導地位，而黃色在較薄的泡沫膜中佔據主要色調。最終，由於薄膜變得太薄，所以所有波長都被抵消而無法形成可見波長的干涉。此時，氣泡表面的顏色可能變為透明無色，因而可以通過檢查泡沫的顏色來準確測量氣泡壁的厚度。而在黑色背景下，泡沫表面可能顯示為黑色。

　　肥皂泡

泡沫彩色的原理

要理解泡沫彩色的原理，需要一些光學知識，下面做一點簡單介紹，更多專業知識後期分享。泡沫雖然一觸就破，但還是有一定厚度的薄膜（水膜），就會涉及光的反射和透射的問題，當光線照射到薄膜上表面，一部分光產生反射，一部分光產生透射，透射光到達薄膜的下表面，也會產生相同的情況，一部分光產生反射，一部分光產生透射，而且下表面產生的反射光，跟上表面產生的反射光會相遇，就會產生干涉的問題。

要理解干涉，先知道兩個概念，光程與光程差：

光程（optical path）：是光學領域的一個基礎概念，其定義為光傳播的幾何路程與所在介質折射率的乘積

光程差（optical path difference）：是兩束光光程的差值

下面中產生的反射光，跟上表面產生的反射光雖然會相遇，但這兩束光會有點時間差，通俗理解，下表面的反射光因為經過更多的路程，所以跟上表面的反射光不可能完全一樣，也就是存在光程差，這個光程差由薄膜壁厚決定。

光是一種電磁波，形象來看有波峰波谷，上下表面的兩束光，在一定的光程差下相遇：

若剛好波峰對波峰，波谷對波谷，產生干涉，這個干涉使兩束光波會產生最大的振幅，稱為相長干涉（建設性干涉），波峰和波谷都增強了，顯示出來的就是某色光亮度增強了

若剛好波峰對波谷，產生干涉讓波峰波谷剛好被抵消，稱為相消干涉（摧毀性干涉），光波消失了，顯示出來就是某色光亮度減弱了。

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