物理马戏团翻译.doc翻译页数:光学部分第289页
背景 w皇
面和前表面反射到你眼睛里
(前半句缺)它们有干扰。如果光波发生在相位内(阶跃),它们有 建设性干扰(它们使另一方加强),而你在膜上看见明亮的颜色。如 果它们恰巧发生在相位外(不阶跃),它们会进行破坏性干扰(它们 试图消除对方),而你看到暗者。
膜的厚薄是决定一个特定的颜色是否明亮的因素。因此,当重力 削薄垂直的膜,加厚朝向底部的部分,不同的明亮颜色会出现在不同 的高度。如果你改变了你对膜的视觉,你改变了光穿过膜射向你的距 离。于是,你改变了那些明亮的颜色。那些当你改变你视觉时改变颜 色的彩色显示被称作彩虹色(一件蓝色衬衫之所以是蓝的是因为染料 不是彩虹色。)
如果油在水面形成一层薄薄水平层,你可以在光滑的油层上看见 彩虹色。只要天空有一部分比其他部分亮,或许太阳没有时颜色还在。 如果油是在干燥的街上,那么最厚的部分因为下层街道糟糕的温度而 穿过整个膜。不同厚度的颜色重叠,而且图案阴暗,或许甚至是全黑 的。
当顶上部分流走,垂直的肥皂膜变得比光的波长更薄,所有它反 射的光波几乎完全消除对方,并且顶上部分变黑。这变薄的过程可以 因为两个原因在边缘立刻停住。(1)在膜对面一层的肥皂分子现在无 限接近分子斥力距离。(2)在各个表面水分子明显变得有秩序(有些 像冰晶里的排列方式)并且开始重叠。因为重叠需要能量,肥皂在这 个节点上停止变薄。除了这些理由,薄膜是不稳定的而且很容易突然 坍塌和破裂。然而,当膜内变得污染,它或许会变薄更多而不破裂。 这些地方会在薄黑地方变得尤其黑。
正巧在黑色地区之下的边缘会有微弱的蓝色,因为蓝光经过部分 建设性的干扰(这波会有点阶跃而且因此有些加强彼此。)然而,这 种蓝色不容易看见,而且你或许发现第一个能认出的边缘是白色的。 它在黑色区域下面。在那部分内,膜有一个厚度,对所有可见光谱都 有部分建设性干扰,而它们总体呈白色。在白色下面我们发现黄中带 红的边缘(橙色)和蓝中带红的边缘(紫色\我们只有那时发现一 条正好纯蓝的边缘。
如果膜排尽而在底部增厚,那么在底部的彩色边缘开始重叠。最 终重叠足够建立任何颜色。而这部分的膜变成白色。
然而,哪怕我们把灯光换成纯色,彩色边缘仍不会出现。问题在 于任何普通台灯的光波的随机发射。短波时不时地(对于波列来说) 被台灯发射。如果膜薄到从前表面和后表面反射的波永远是同一波列 的一部分,那么会发生一种特定的干扰,产生一种持续的彩色边缘。 然而,如果膜厚一点,两个反射波会来自不同波列,而建设性与破坏
性的干扰会随机转换。因此,持续边缘不会产生。所以,干扰图案与 彩虹色不会在厚膜上发生,如显微镜载玻片,窗玻璃,酒瓶。
彩虹色
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