肥皂泡上的彩色斑紋是怎麼來的？

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。

我們常常看到這樣的一些現象：肥皂泡在陽光下呈現出五彩斑斕的色彩，水面上的油膜表面呈現光鮮的彩色條紋。肥皂膜和油膜本身是無色的，為何會呈現出如此美麗的顏色呢？其實，這是白光在透明薄膜的上、下表面反射並相互干涉的結果。

物理學家研究表明：光波像池塘裡的水波一樣，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。

同樣的道理，當兩束或多束頻率相同的光相遇時，也會產生相互干涉的現象。某些位置處的光振動一直在加強，所以此處就比較亮，稱作相長干涉；某些位置處的光振動一直在減弱，所以此處就比較暗，稱作相消干涉。值得一提的是，一定厚度的膜，僅能使一定波長（顏色）的光產生穩定的相長干涉或者相消干涉。例如，在某處，如果僅紅色光滿足相長干涉條件，那麼此處就呈現紅色；如果此處僅有綠色光滿足相長干涉條件，那麼此處就只會呈現綠色。

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，我們看到的彩色波紋也是流動的。

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。

我們吹肥皂泡時，還會發現一個非常有趣的現象，剛開始吹時，色彩並沒有那麼絢麗：隨著泡泡被逐漸吹得越來越大，它的色彩也會變得越來越亮麗，直至破滅。這又是怎麼回事呢？

原來，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。

薄膜的顏色與其厚度有關，按照這個道理，就產生了一些非常有趣的應用。例如，檢驗精密機械零件的表面是否存在瑕疵，通常的檢驗方法是：先把被檢查的表面與一個標準的表面相接，然後放在光線下照射，仔細觀察兩個表面間的空氣薄膜所產生的彩色斑紋。如果彩色斑紋發生畸形變化，就說明被測的表面有缺陷。然後再根據斑紋的畸變、彎曲的形狀和不規則的程度，來確定被測表面的缺陷所在位置和缺陷程度。