肥皂泡泡為什麼有顏色
① 泡泡為什麼是彩色的
這是光的干涉現象。泡泡的壁很薄,當光線照到外表面和內表面時都會反射光線,兩個面反射的光線會產生干涉現象,由於泡泡壁不均勻,導致光線干涉情況不同,從而在泡泡表面出現彩色現象。1801年,T.楊提出了干涉原理並首先做出了雙狹縫干涉實驗,同時還對薄膜形成的彩色作了解釋。下面的圖就是雙狹縫干涉實驗所得到的實驗結果。
② 吹出的肥皂泡泡為什麼有多種顏色
吹出的肥皂泡泡為什麼有多種顏色?
吹肥皂泡可能是很多人小時候玩過的游戲五彩繽紛的泡沫在空中漂浮泡沫上映著彩色的木屋就像童話中的場景一樣。肥皂水明明是透明的為什麼會變成泡沫變成顏色呢但是肥皂泡為什麼帶著彩虹般絢麗的色彩不斷發生變化呢?你有沒有注意到肥皂泡沫的顏色越來越白,很快就會破裂?
③ 肥皂泡上五彩斑斕的色彩,是因為哪種現象形成的
吹肥皂泡可能是很多人童年時玩過的游戲。五彩繽紛的泡泡在空中飄盪,泡泡上還會倒映出彩色的樹木房屋,就像童話里的場景一般。
所以,當你看到泡泡上出現鮮艷的金色、藍色相間的條紋時,你就知道它快要撐不住了。如果你想在泡泡里吹更多的泡泡,那最好選擇從淺紅、淺綠的地方戳進去,因為只有那裡的泡泡薄膜才比較厚,經得住戳。
薄膜干涉的現象,不僅僅只出現在肥皂泡上。任何厚度與可見光波長差不多的透明薄膜,在合適條件下都會產生這種薄膜干涉。例如,水塘上的油污膜也會呈現彩虹色;相機鏡頭、防藍光眼鏡鏡片、被火燒過的刀片表面,也都會顯示出特殊的色彩。這些色彩的背後,其實都是薄膜干涉的效果。
④ 肥皂泡為什麼呈現彩色
肥皂膜本身是無色的,就像一張透明的玻璃紙一樣,陽光在肥皂膜的正面和背面都會產生反射。當陽光穿過正面,遇到了背面,立刻反射回來;反射回來的光線回到正面,又會引起一定的反射。陽光是由7種單色光組成的,如果在肥皂薄膜的某一處恰好使得兩股反射回來的紅光相互抵消了,在這個地方看到的就是失去了紅光的陽光,看上去就是藍綠色。而在另一部分,某種色光得到了加強,呈現出來的就是另一種顏色。肥皂泡就是這樣把陽光分解,呈現色彩斑斕的圖案。
其實,不僅肥皂泡會產生這種現象,只要是光線射入任何透明薄膜時,都會發生這種現象。如我們常見到水上的油膜、蜻蜓或蒼蠅的翅膀、CD片等等,在太陽光的照射下,都會顯得色彩繽紛。這個道理與肥皂泡呈現彩色的道理是一樣的。這是因為陽光是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色組成的。當它在薄膜正反兩面來回反射時,由於這兩個面之間的距離極微小,分別從正面和背面反射出來的兩束光線,就可能重疊起來這樣一來,陽光中的七種顏色光,在不同厚度的地方,有的會得到加強,有的卻會減弱,甚至相互抵消。於是,膜上有的地方顯得紅一些,有些地方顯得藍一些,有些地方又顯出別的顏色,於是我們就看到了五顏六色。這也稱為薄膜色。這樣的現象,叫做光的干涉。
⑤ 肥皂泡有彩色條紋是因為發生了
肥皂泡有彩色條紋是因為發生了光波的干涉現象。
肥皂泡薄膜非常薄,只有微米或亞微米的數量級。當光線照射到薄膜上之後,會有透射和反射兩個過程。干涉現象跟反射有關。光線在第一個面發生第一次反射,當剩餘光線進入薄膜後,又在第二個面上發生第二次反射。結果兩個反射光產生疊加干涉形成一個新的波長的光線。薄膜滿足一定條件時,就會使反射的一定波長的兩個光相互抵消,薄膜便出現了該抵消光的互補色。由於受重力的作用,不同位置薄膜厚度不一樣,干涉的波長也不同,所以,在不同的位置我們會看到不同的互補光的顏色。
光有一種性質:同處一處的多條光波會相互疊加自身的強度。這樣的現象叫做"干涉",是一種"同相更強,反相相消"的效果:如果一束光的峰值和另一束光的峰值疊加在一起,結果就會變得更強; 而如果一束光的峰值和另一束光的谷值疊加在一起,結果就會相互抵消。這兩類現象分別叫做"相長干涉"和"相消干涉"。在肥皂泡薄膜中被來來回回反射的光,就會發生干涉。 不過通常來講,完全的相長干涉和完全的相消干涉是兩個極端,實際干涉的情況會介於兩者之間。 而且實際干涉的情況和光的波長(也就是顏色)、以及薄膜的厚度都有關系,這就使有些顏色的反射光被削弱了,有些顏色的反射光被增強了。於是,薄膜上就產生了變化的色彩,而不再是"白色"的日光了。
當一個肥皂泡被吹出來之後,它並非是堅固不變的,泡泡的厚度其實一直在變化。在重力的作用下,泡泡頂部的水會往兩側流動,導致泡泡頂部比底部先變薄;與此同時,泡泡中的水分也會不斷蒸發。 總的來說,泡泡從吹出來之後就會慢慢變薄,最後薄到承受不住外界的壓力沖擊,就破了。在肥皂泡不斷變薄的過程中,薄膜干涉的情形也會隨之變化,使得肥皂泡表面呈現出不斷變化的色彩。
七彩的肥皂泡不僅僅可以欣賞,我們其實還可以從泡泡的色彩上推斷它的厚度。計算機模擬的結果表明,泡泡表面反射光的顏色,和入射光的入射角、以及薄膜厚度的關系圖,也像一條絢麗的彩虹。
比較厚的薄膜,它們反射的顏色基本就在淺淺的紅色和綠色之間交替變化。 但當薄膜厚度降到500nm以下時,更多的色彩開始出現,並且顏色也會變得更加鮮艷。比如,鮮艷的金色和藍色,就出現在薄膜厚度在100nm到450nm之間的時候。這個厚度,差不多隻有頭發絲直徑的200分之一。 如果再薄下去,薄膜就將逐漸黯淡,變成灰黑色了。 這是因為這時候薄膜已經薄到無法對可見光形成有效的干涉,大部分光都穿過薄膜"流失"了,所以也就基本就沒有反射光了,顯示出灰黑色。這時候,肥皂泡就離破裂不遠了。
所以,當你看到泡泡上出現鮮艷的金色、藍色相間的條紋時,你就知道它快要撐不住了。 如果你想在泡泡里吹更多的泡泡,那最好選擇從淺紅、淺綠的地方戳進去,因為只有那裡的泡泡薄膜才比較厚,經得住戳。
薄膜干涉的現象,不僅僅只出現在肥皂泡上。任何厚度與可見光波長差不多的透明薄膜,在合適條件下都會產生這種薄膜干涉。例如,水塘上的油污膜也會呈現彩虹色;相機鏡頭、防藍光眼鏡鏡片、被火燒過的刀片表面,也都會顯示出特殊的色彩。這些色彩的背後,其實都是薄膜干涉的效果。
現如今,世界上的肥皂泡愛好者眾多,他們成立了「國際泡泡藝術家協會」這樣的全球性組織,致力於探究肥皂水秘方以吹出更大的泡泡,甚至還在不斷刷新泡泡尺寸的世界吉尼斯記錄,回應童年對於大泡泡的憧憬和嚮往。
小小的肥皂泡藏著大自然的秘密,物理學家通過它可以研究表面張力,數學家通過它可以研究最小曲面,生物學家通過它可以研究生物體內薄膜的生化機理,力學家通過它可以研究薄膜充氣結構……肥皂泡在科研領域大有作為,給了科學家們很多的啟示。
比如,在20世紀初,德國學者普朗特在研究彈性柱體的扭轉時,發現在柱體中應力函數所滿足的方程和在自重下薄膜滿足的方程是一樣的;而不久前,法國波爾多大學流體力學專家哈米德·凱利將肥皂泡作為研究大氣現象的理想模型,提出了自己關於氣旋演變通用定律的猜想;甚至基於肥皂泡做的有關光的分支流的論文《Observation of branched flow of light》登上了Nature的封面,這一切都向我們證明肥皂泡仍有很多秘密值得探索。
正像英國著名的物理學家開爾文說過:「吹一個肥皂泡並且觀察它,你會用畢生之力研究它,並且由它引出一堂又一堂的物理課程。」大自然的奇妙與樂趣,值得我們用一生去探索。
中國肥皂起源:
肥皂宋代時就出現了一種人工合成的洗滌劑,是將天然皂莢(又名皂角、懸刀、肥皂莢,通稱皂角)搗碎細研,加上香料等物,製成桔子大小的球狀,專供洗面浴身之用,俗稱「肥皂團」。宋人周密《武林舊事》卷六《小經紀》記載了南宋京都臨安已經有了專門經營「肥皂團」的生意人。
明人李時珍《本草綱目》中記錄了「肥皂團」的製造方法:肥皂莢生高山中,樹高大,葉如檀及皂莢葉,五六月開花,結莢三四寸,肥厚多肉,內有黑子數顆,大如指頭,不正圓,中有白仁,可食。十月采莢,煮熟搗爛,和白面及諸香作丸,澡身面,去垢而膩潤,勝於皂莢也。除了天然皂莢,如無患子等類的植物,也流傳於民間,成為一種很好的洗滌劑。
在西方,可能要追溯到4000年前古希臘的一個叫勒斯波斯的小島。當地人用動物祭天,由於焚燒動物時要用木材,木材的灰燼和動物脂肪混合產生了肥皂樣的黃色物質。大雨把這些東西沖刷到當地婦女經常洗衣的河流中,她們發現因此衣服洗的更干凈。雖然從古希臘開始,就可以發現使用類似肥皂的痕跡,歷史上記載有一個叫薩佛(Sappho,aponification)的女詩人,記載了這些故事。後來的人為了紀念她,就把這個過程叫做皂化,化學名稱是制皂(SoapMaking)。另外,公元前3000年,美索布達米亞人發現,植物燃燒後的灰燼類的鹼性物質,與油混合後,具有去污力,這亦是肥皂的來源之一。
不過高盧人應該是嘗試去製作香皂且成功的第一人,他們當時稱香皂為「sapo」,當時的皂類是一種含有動物油脂和植物灰燼混合而成的軟膏狀物質。當sapo的製作手法漸漸地被傳入到地中海地區時,阿拉伯人就將sapo加以改良成橄欖油及蘇打製成的硬質肥皂。這時,肥皂開始被大量製造。而真正普遍使用肥皂還是18世紀和19世紀的事。
在18世紀末工業革命工業問世後,獲得了大量的價廉的碳酸鈉,促使肥皂工業有了新的發展。但是到了20世紀中期,合成化學和石油化工的發展為洗滌劑提供了廉價的化工原料,促使了合成洗滌劑的興起,使得肥皂工業的發展發生了很大的變化,但近年環保意識抬頭己被忽略的手工皂才又興起,由於手工皂有其天然特有的性能,各種組成極易被生物降解且易於被污水處理過程中的微生物分解,因此不會引起河流、湖泊和水道的污染問題。
⑥ 為什麼肥皂泡有顏色
肥皂膜是無色的,就像一張透明的玻璃紙,它非常薄,有正面和背面。陽光射到肥皂膜上,在其正面和背面都會產生反射。當陽光穿過正面,到達背面,便立刻反射回來;反射回來的光線回到正面,又會引起一定的反射。由於肥皂膜極薄,兩股反射的光線,就可能重疊起來,在肥皂膜不同厚度的地方,有的光會增強,有的光會減弱,甚至消失。而陽光是由7種單色光組成的,若在肥皂膜某一片正好使兩股反射回來的紅光相抵消時,在這個地方就看不到紅光,而是藍綠色。而在某另一部分。某種色光得到加強,呈現出來的就是另一種顏色。正是由於這個原因,肥皂泡才顯得五顏六色。
⑦ 肥皂泡為什麼是彩色的
這是白光在透明薄膜的上、下表面反射並相互干涉的結果。
肥皂膜是透明薄膜,而且有上、下兩個表面。當太陽光照射在肥皂膜的表面時,會分別被薄膜的上、下兩個表面反射,如此,一束光就變為兩束相互干涉的反射光線。
太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫7種單色組成的可見光,由於肥皂膜在各處的厚度並不均勻,根據相長干涉和相消干涉理論,在膜面厚度不同的位置上,既會有不同顏色的光滿足相長干涉條件,也會有不同顏色的光滿足相消干涉條件。
如此一來,陽光中的7種單色光,在肥皂膜厚度不同的地方,就會出現有的會加強,有的會減弱,有的甚至會相互抵消。在色彩表現上,也會出現肥皂膜上有的地方紅一些,有些地方藍一些,有些地方綠一些,有些地方又會顯出其他的顏色的情況。
就這樣,肥皂膜把陽光分解,呈現出五顏六色的圖案。另外,液體的流動會導致薄膜厚度發生細微的變化,薄膜上的彩色斑紋也隨之流動,因此,看到的彩色波紋也是流動的。
(7)肥皂泡泡為什麼有顏色擴展閱讀:
光波像池塘里的水波一樣,具有波動性。向池塘的水裡投兩顆石子,產生的漣漪相遇,相互干涉,形成了美麗的干涉花紋。如果仔細觀察,還會發現這些水波某些位置處的振動一直加強,而另一些位置處的振動卻一直在減弱。
而且並不是所有厚度的透明膜都會發生光的干涉現象。如果膜過厚,膜下表面與膜上表面的反射光就不會相互干涉。當肥皂泡被吹得越來越大時,膜也會隨著越變越薄,當能滿足光的干涉條件時,才會形成美麗的色彩和圖案。
⑧ 為什麼吹出來的泡泡有五顏六色
肥皂本身是無色、透明的,就像一張透明的玻璃紙一樣。陽光在肥皂膜的正面和背面都會產生反射,當陽光穿過正面,遇到了背面,立刻反射回來;反射回來的光線回到正面,又會引起一定的反射。
陽光是由紅、黃、藍、綠、青、藍、紫7種單色光組成的,如果在肥皂膜的某一處恰好使得兩股反射回來的紅光相互抵消了,在這個地方看到的就是失去了紅光的陽光,看上去就是藍綠色。
而在另一部分,某種色光得到了加強,呈現出來就是另一種顏色,肥皂泡就是這樣把陽光分解,呈現色彩斑斕的圖案和五顏六色的表面。
(8)肥皂泡泡為什麼有顏色擴展閱讀:
日常生活中,有很多材料可以做成吹泡泡用的水,例如:把肥皂切碎溶於水中,也可以用洗碗精或洗發精加水。經由實驗證明,將濃度比較高的肥皂水、洗碗精和洗發精三種溶液加在一起,可以讓吹出來的泡泡較持久,不易破掉。
另外一個方法是:在肥皂水裡加入一小匙的砂糖或少許的茶葉,放在陰暗處過夜後,就會發現這種肥皂水吹出來的泡泡顏色不但鮮艷,而且比較不容易破裂。
⑨ 肥皂泡表面為什麼會出現彩色條紋
肥皂泡表面會出現彩色條紋的原因如下:
當太陽光照射在肥皂膜的表面時,會分別被薄膜的上、下兩個表面反射。如此,一束光就變為兩束相互干涉的反射光線。由於肥皂膜在各處的厚度並不均勻,陽光中的7種單色光在肥皂膜厚度不同的地方,就會出現有的會加強,有的會減弱,有的甚至會相互抵消。就這樣,肥皂膜把陽光分解,呈現出五顏六色的圖案。
原理
不僅僅肥皂泡會發生這樣的現象,任何透明薄膜只要有光線射入,都會產生這樣的現象。例如,我們常見的水上的油膜、蜻蜓的翅膀、CD片等等,在陽光的照射下,它們都會呈現出繽紛斑斕的色彩,其原理與肥皂泡呈現彩色的原理相同,這種顏色叫做薄膜色。這種現象稱為光的干涉。