Естественные науки

Какой цвет появляется первым на мыльном пузыре и где ( сверху, снизу или посередине) ? Какие изменения испытывает интерфе

Спасибо за интересный, хотя и не полностью написанный вопрос :) Кстати, не такой простой, как кажется. Блин, аж сам заинтересовался.. .Раскручивать его полностью аналитически мне представляется делом довольно муторным, да и не нужным. Поэтому ограничусь качественными соображениями и цитатами из разных источников: книги Айзенберга "The science of soap films and soap bubbles" (если интересно - кину линк, но только на английский текст, т. к. перевода не было) , статью в вики и, для некоторого прояснения математики дела, любой учебник или сайт, где разбирается интерференция в тонкой пленке при наклонном падении.

В статье "В мире двух измерений: невидимые пленки" (Химия и жизнь, 1978, №11, доступна здесь) сказано: "По мере выдувания пленка мыльного пузыря становится все тоньше, и как только ее толщина достигает 2100 А (ангстрем) , появляется первая окраска — фиолетовая. Затем пленка становится темно-фиолетовой, оранжево- желтой, светло-желтой, снова белой (бесцветной) и т. д. У пленок олеинового мыла наблюдаются 38 отчетливых цветовых переходов. В последней стадии, перед разрушением, пленка из бесцветной превращается в серую и, наконец, в черную, «невидимую» . Каждому цвету соответствует определенная толщина пленки. Чтобы найти толщину пленки-невидимки, надо разделить начальную толщину на число цветовых переходов". Возникновение "невидимки" обусловлено тем, что луч, отраженный от внешней границы пленки, получает сдвиг фазы на П/2 (отражение от более оптически плотной среды) , тогда как луч, отраженный от внутренней границы, тагкого сдвига не получает. Заметной геометрической разности хода не набирается, т. к. пленка к этому моменту уже слишком тонкая. В итоге имеем два луча со сдвигом П/2, которые, интерферируя, дадут нулевое отражение - "черное пятно" - для всех длин волн.

Я так толком и не разобрался, почему сначала возникает фиолетовый цвет. Похоже, что качественно понять это можно из условия минимума для двухлучевой интерференции при наклонном падении на тонкую пленку:

2D*((n^2-(sinF)^2)^1/2)/L=k, где D - толщина пленки, n - относительный показатель преломления пленки, F - угол падения, L - длина волны, k - порядок интерференции.

При не очень больших углах падения (это должно быть так для стороны пузыря, обращенной к нам) и "толстой пленке", видимо, скорее выполнится условие для "деструктивной" интерференции красного цвета (большая L). Вычитаем из белого красный - остается что-то близкое к сине-зеленому (это, конечно, не фиолетовый, но...) , как и сказано в вики. При этом, повторюсь, "небольшие углы" означают сторону, обращенную к нам, т. е. - середину пузыря. Увеличение угла падения F, т. е. переход к "периферии" пузыря (с нашей точки зрения) приводит к уменьшению числителя дроби в левой части формулы, что означает уменьшение длины волны, убиваемой "деструктивной" интерференцией и соответствующее изменение цвета.

При испарении пленки толщина уменьшится, и цвета поползут. Вот иллюстрация из упомянутой книги:


Сверху пленка тоньше, чем снизу (шкала толщины в ангстремах приведена справа) . Слева указан порядок интерференции.

Вот, как-то примерно так. Слов много, а толку, видимо, не очень.. .:)
Серега Козик
Серега Козик
3 347
Лучший ответ
бензиновый