Интерференция и отражение - Физика и химия мыльного пузыря
Красота мыльных пузырей проявляется в переливах света на их поверхности. Когда надуваешь пузырь, видно движение цветных волн по его поверхности. Они создают неповторимую живую радужную окраску, которой трудно не любоваться. Откуда берется такая красота в простом "водном" пузыре?
Известно, что свет имеет волновую природу. Как волны в пруду, отраженные от берега, накладываются друг на друга и создают картинку из волн, так и свет - накладываясь друг на друга, его отраженные лучи дают в результате разный цвет. Но и это еще не все!
Переливчатые "радужные" цвета мыльных пузырей получаются за счет интерференции световых волн и определяются толщиной мыльной пленки.
"Интерференция -- изменение в характере звуковых, тепловых, световых и электрических явлений, объясняемое колебательным движением: в первом случае частиц звучащего тела, в остальных трех -- колебанием.
Интерференция света -- частный случай интерференции для видимой области электромагнитного спектра".[1] Это наложение друг на друга световых волн разной длины, т. е. разного цвета. При этом в местах, где эти волны усиливают друг друга, получается конкретный цвет.
"При прохождении света сквозь пленку пузыря, часть его отражается от внешней поверхности, в то время как другая часть проникает внутрь пленки и отражается от внутренней поверхности. Наблюдаемый в отражении цвет излучения определяется интерференцией этих двух отражений. Поскольку каждый проход света через пленку пузыря создает сдвиг по фазе пропорциональный толщине пленки и обратно пропорциональный длине волны, результат интерференции зависит от двух величин. Отражаясь, некоторые волны складываются в фазе, а другие в противофазе, и в результате белый свет, являясь сложным и состоящим из волн разной длины, сталкиваясь с пленкой, отражается с оттенком, зависящим от толщины пленки.
Пузырь меняет цвет или как нам кажется "переливается" из-за того, что пленка становится тоньше при испарении воды. Более толстая пленка убирает из белого света красный компонент, делая тем самым оттенок отраженного света сине-зеленым. Более тонкая пленка убирает желтый (оставляя синий свет), затем зеленый (оставляя пурпурный), и затем синий (оставляя золотисто-желтый). В результате, стенка пузыря становится тоньше, чем длина волны видимого света, все отражающиеся волны видимого света складываются в противофазе и мы перестаем видеть отражение совсем (на темном фоне эта часть пузыря выглядит "черным пятном"). Когда это происходит, толщина стенки мыльного пузыря становится меньше 25 нанометров, и значит пузырь скоро лопнет.
Эффект интерференции также зависит от угла, с которым луч света сталкивается с пленкой пузыря. Таким образом, даже если бы толщина стенки была везде одинаковой, мы бы все равно наблюдали различные цвета из-за движения пузыря. Но толщина пузыря постоянно меняется из-за гравитации, которая стягивает жидкость в нижнюю часть так, что обычно мы можем наблюдать полосы различного цвета, которые движутся сверху вниз".[10]
Все названные причины создают постоянно движущиеся цветные волны, которыми можно было бы долго любоваться, не будь они так скоротечны, ведь жизнь мыльного пузыря очень коротка.
Итак, наш пузырь кажется нам разноцветным и радужным из-за физического явления -- интерференции. Солнечные лучи преломляются и переливаются разными цветами радуги в зависимости от длины световых волн, угла преломления (шар постоянно движется) и толщины стенок пузыря. "Когда будете наблюдать за мыльными пузырями в следующий раз, вспомните, что видите не сам пузырь, а красивейшие световые эффекты в нем, ведь сам пузырь теоретически увидеть невозможно! Если только у вас нет микроскопа с увеличением в 40000 раз..."[9]
Похожие статьи
-
Исследование физических свойств мыльного пузыря - Физика и химия мыльного пузыря
Мыльный пузырь -- это тонкая пленка мыльной воды, которая формирует шар с переливчатой поверхностью. Пленка пузыря состоит из тонкого слоя воды,...
-
История изучения и применения свойств мыльного пузыря Изучая информацию в интернете, я понял, что современные исследования учеников по тайнам мыльного...
-
Введение - Физика и химия мыльного пузыря
Думаю, что не ошибусь, если скажу, что в детстве все пускали мыльные пузыри. Даже когда моешь руки, трудно удержаться и не растянуть переливающуюся...
-
Изменение жиров при хранении - Химия и физика молока
Современные представления о механизме окисления жиров. При неблагоприятных условиях хранения в жирах протекают различные процессы, отрицательно влияющие...
-
Органолептические свойства молока - Химия и физика молока
1). Изучение вкусовых и ароматических веществ. 2). Нормальный вкус и запах молока и молочных продуктов. 3). Основы сенсорной оценки молока. Вкусовые и...
-
Фаза эмульсии - Химия и физика молока
1). Состав и структура оболочки шариков жира. 2). Факторы устойчивости жировой эмульсии молока. Молоко представляет собой эмульсию жировых шариков в...
-
История вопроса - Физика солнечного света. Почему небо голубое
Каких только гипотез не выдвигалось в разное время для объяснения цвета неба. Наблюдая, как дым на фоне темного камина приобретает синеватый цвет,...
-
Изменение белков при различной обработке молока - Химия и физика молока
1). Изменение структуры и свойств белков при гомогенизации. 2). Изменение структуры и свойств белков при новых методах обработки молока. Гомогенизация...
-
Химические свойства молока - Химия и физика молока
1). Влияние химического состава молока на его свойства. 2). Кислотность молока. 3). Буферная емкость молока. 3). Окислительно-восстановительный...
-
Фаза истинного раствора - Химия и физика молока
1). Молоко и молочная сыворотка как истинный раствор. 2). Ионо-дисперсное состояние минеральных солей. 3). Молекулярно-дисперсное состояние лактозы. 4)....
-
1). Современная номенклатура белков молока. 2). Аминокислотный состав белков. 3). Структура белков молока. 4). Казеин - основной белок молока. Общее...
-
ВВЕДЕНИЕ Химия и физика как наука начала свой отсчет в прошлом веке, в тот период она начинала с изучения химического состава молока. В нашей стране этим...
-
Образование молока - Химия и физика молока
1). Строение секреторной ткани и клеток молочной железы. 2). Биосинтез белков, липидов, углеводов. 3). Формирование минеральных веществ, витаминов,...
-
Химия и физика - Связь химии с другими науками
К общим вопросам химии и физики относятся строение веществ и движение тех частиц, из которых вещества построены. Показательно, что самые первые шаги в...
-
Характеристика природных и синтетических антиокислителей. Механизм их воздействия Предохранение жиров от порчи имеет важное биологическое и экономическое...
-
Физико-химические свойства казеина - Химия и физика молока
Около 95% казеина находится в молоке в виде сравнительно крупных коллоидных частиц -- мицелл -- которые имеют рыхлую структуру, они сильно гидратированы....
-
1). Изменения жира молока при тепловой обработке. 2). Изменение лактозы при тепловой работке. 3). Влияние нагревания на солевой состав, витаминный и...
-
Физико-химические показатели при хранении молока и механической обработке - Химия и физика молока
1). Изменение составных частей при хранении и транспортировании молока. 2). Изменение составных частей при механической обработке. 3). Изменение...
-
Фракционный состав казеина - Химия и физика молока
1). Характеристика основных фракций. 2). Физико-химические свойства казеина. В свежевыдоенном молоке казеин присутствует в форме мицелл, построенных из...
-
Введение - Химия и физика молока
Химия и физика как наука начала свой отсчет в прошлом веке, в тот период она начинала с изучения химического состава молока. В нашей стране этим вопросом...
-
Видимый свет в спектре - Физика солнечного света. Почему небо голубое
Свет может распространяться даже в отсутствие вещества, то есть в вакууме. При этом наличие вещества влияет на скорость распространения света. Скорость...
-
Спектр цвета и цветовое зрение Спектр света часть спектра электромагнитного излучения Свет в физической оптике электромагнитное излучение, воспринимаемое...
-
Теплофизические и оптические свойства молока - Химия и физика молока
1).Удельная теплоемкость. 2).Коэффициент теплопроводности и температуропроводности. 3).Показатель преломления. Теплофизические свойства молока Для...
-
Значение рН в молочной промышленности - Химия и физика молока
От величины рН зависят многие производственные показатели: -- коллоидное состояние белков молока и сл-но стабильность полидисперсной системы молока; --...
-
Влияние тепловой обработки молока на казеин - Химия и физика молока
1). Структурные изменения казеина. 2). Факторы термоустойчивости молока. 3). Механизм и кинетика тепловой коагуляции казеина. 4). Влияние различных...
-
Брожение молочного сахара - Химия и физика молока
1). Виды брожения лактозы. 2). Химизм отдельных видов брожения. 3). Механизм образования диацетила, ацетоина, ацетальдегида. В основе изготовления целого...
-
Окислительно-восстановительный потенциал - Химия и физика молока
Е является количественной мерой окисляющей или восстанавливающей способности молока. Е. нормального свежего молока равен 0,25--0,3 В (250--350 мВ)....
-
Физические свойства молока - Химия и физика молока
1). Плотность, вязкость, поверхностное натяжение. 2). Осмотическое давление и температура замерзания. 3). Удельная электропроводность. Плотность молока...
-
Св-ва хим. эл-тов, а так же формы и св-ва соединений эл-тов нах-ся в периодической зависимости от заряда ядер их атомов. Возрастание + зарядов атомных...
-
Коллоидная система молока - Химия и физика молока
1). Характеристика дисперсной фазы. 2). Структура мицелл казеина. 3). Коагуляция. В коллоидно-дисперсном состоянии в молоке находятся сывороточные белки,...
-
Факторы, влияющие на состав и свойства молока - Химия и физика молока
1. Порода коров 2. Стадия лактации 3. Здоровье коров 4. Режим кормления 5. Другие факторы. Выход и качество молочных продуктов, определяемые составом...
-
Физико-химические изменения белков молока при тепловой обработке - Химия и физика молока
1). Изменение составных частей и свойств молока при пастеризации, УВТ обработке и стерилизации. 2). Понятие о денатурации белков. Тепловую обработку...
-
Химический состав молока - Химия и физика молока
Составные части Истинные Не истинные Главные Второстепенные Посторонние Вода соли (в форме катионов антибиотики и анионов) гербициды Белок лимонная...
-
Оптические явления природы, Световые столбы - Физика солнечного света. Почему небо голубое
Световые столбы Раньше считалось, что световые столбы - божественное знамение. Человека, увидевшего его, обязательно ждало несметное богатство и...
-
Почему небо голубое, Небо - Физика солнечного света. Почему небо голубое
Небо Небо это бесконечность. Для любого народа, небо символ чистоты, ведь считается, что там живет сам Бог. Люди, обращаясь к небу, просят дождя, или...
-
Введение - Физика солнечного света. Почему небо голубое
Раздел физики, в котором изучается свет, носит название оптика. Солнечная инженерия является одним из направлений, над которым работают ученые. Состоит...
-
Дисперсии, Легирование - Химия в строительстве
Процесс, когда частицы вещества распределяются в жидкости в виде очень тонких фрагментов, не растворяясь в ней, называется дисперсией. Жидкость с...
-
1) рассеяние света 2) флотация-всплывание каллоидных частиц на поверхность 3) сидиментация - выпадение в осадок коллоидных частиц 4)коагуляция-уменьшение...
-
Химическая связь - это взаимное сцепление атомов в молекуле и кристаллической решетке в результате действия между атомами электрических сил притяжения....
-
Заключение - Физика солнечного света. Почему небо голубое
Цвет неба изменяется ото дня ко дню. Иногда оно насыщенно-голубое, а иногда белесое. В околозенитных частях небо самое голубое, а у горизонта всегда...
Интерференция и отражение - Физика и химия мыльного пузыря