为什么泡泡会有多彩的颜色,泡泡为什么有五颜六色

撰文/段玉佩
本文节选自《知识就是力量》杂志


数学家为它想破头，物理学家因它争不休，化学家还没琢磨透——是什么让科学家们这么为难？哈哈，答案就是泡泡！


没错，就是我们都玩过的，用吸管蘸一些肥皂水就能吹出来的泡泡。别小看这简单的泡泡，里面蕴含着丰富的科学世界呢！
下面我们就一起来了解一下泡泡是怎么形成的，以及泡泡为什么会色彩斑斓吧。


图/http://image.so.com/

撰文/段玉佩

本文节选自《知识就是力量》杂志

数学家为它想破头，物理学家因它争不休，化学家还没琢磨透——是什么让科学家们这么为难？哈哈，答案就是泡泡！

没错，就是我们都玩过的，用吸管蘸一些肥皂水就能吹出来的泡泡。别小看这简单的泡泡，里面蕴含着丰富的科学世界呢！

下面我们就一起来了解一下泡泡是怎么形成的，以及泡泡为什么会色彩斑斓吧。

图/http://image.so.com/

泡泡是怎么形成的？

查看一下包装信息，你会注意到在配料表一栏写着“表面活性剂”，这就是能吹出泡泡的秘密。

表面活性剂是由一种长得像豆芽的分子组成的物质。“豆芽”分子的大头和水的关系特好，遇到水就抱住不放，而豆芽的尾巴却讨厌水，希望离水越远越好。当表面活性剂的“豆芽”分子遇到水之后，“豆芽”的头部就齐整整地排列在水面上了，尾巴则翘起来远离水。

当你用吸管蘸了溶液开始吹时，空气把水吹开了，“豆芽”分子迅速重新分布，在薄薄的水层上、下表面分列成两层，把水夹在中间，形成薄薄的一层膜，两边均是表面活性剂分子，就像一个“三明治”般，两边的“豆芽”分子手拉着手围着中间的水层，呈现出很好的韧性和延展性，中间的水膜为了保障自己的稳定，把总面积缩为最小，就形成了泡泡。

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泡泡为什么色彩斑斓？

你仔细观察过自己吹的泡泡吗？如果观察仔细些，你会发现，并不一定每个泡泡都是五彩缤纷的，有的泡泡表面灰暗，这是怎么回事？

是光照的原因吗？

我们可以试一试在不同的光源条件下观察泡泡—— 白炽灯下、节能灯下、阳光下。但泡泡总是有的时候彩色，有的时候灰暗，看来，光源的类别对泡泡表面的颜色影响不大。

是调配泡泡的洗涤灵或肥皂水不同吗？

你仍可以做实验来验证，但结果一样会告诉你，这和泡泡的配料也无关。那到底是什么夺走了这些泡泡的斑斓？

原来，当光线进入泡泡的上层水面时，一部分会被反射，另一部分会继续射到下面的水层，并在这层再次反射。先后两次反射的光线“前后脚出发，并排向前走”，有的时候碰在一起，彼此平息，颜色就暗淡；有的时候撞到一块，前簇后拥，反而更加热闹，颜色就愈加斑斓。

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那么，究竟什么时候会碰到呢？这取决于泡泡的膜层厚度。如果泡泡膜层的薄厚程度刚好能让射入的光线发生恰到好处的干涉，那就会出现斑斓。

这下你应该明白泡泡色彩斑斓的秘密了。

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泡泡这个东西还蕴含了很多知识，据说，当初科学家们为了搞明白泡泡为什么是球形，可是花了很长时间呢！

为什么吹肥皂泡会有五颜六色的颜色？

        许多孩子喜欢用肥皂水吹泡泡。当你看到气泡在空中轻轻地飞舞时，你一定会更高兴，但这么多颜色是从哪里来的呢？吹出的肥皂泡是由像透明玻璃纸一样的薄肥皂膜形成的。当阳光照射到肥皂膜上时，它会反射内外。当太阳光通过外面时，到达里面时会立即反射回来；反射回来的光线会引起一定的反射。我们知道肥皂膜非常薄，所以两条反射光线非常薄，很容易重叠。在肥皂膜厚度不同的地方，有些光线会增加，有些光线会减弱甚至消失。看似无色的阳光实际上是由红、橙、黄、绿、绿、蓝、紫等单色光组成的。如果有两个反射红光相互抵消的地方，这个地方就没有红光。

       肥皂泡在阳光下是五颜六色的：分散现象！因为肥皂泡是由水分子和肥皂分子组成的，它们对于不同频率的光有不同的分子大小和折射率（类似于彩虹形成的原理）。由于阳光中可见光：红色和紫色，频率逐渐增加圆形透明玻璃球是由同一种粒子组成，具有相同的折射率和不分散性！

         肥皂泡很薄，但也会受到重力的影响，这会导致肥皂泡下部的厚度和上部的厚度。薄膜中存在一个受薄膜干涉影响的楔形表面。另外，白光是一种复合光干涉，它需要相同频率的光来干涉。经过薄膜的干涉，白光被分散了，所以我们可以看到颜色

        肥皂泡只受到重力和空气的浮力的作用。因为浮力小于重力，所以肥皂泡一开始是用吸管吹出来的，所以肥皂泡会上升，力大于自身重力，所以肥皂泡会下降。所以答案是：当人们不再吹气时，因为肥皂泡在空气中的浮力小于重力的浮力。

肥皂泡为什么是彩色的

这是白光在透明薄膜的上、下表面反射并相互干涉的结果。

肥皂膜是透明薄膜，而且有上、下两个表面。当太阳光照射在肥皂膜的表面时，会分别被薄膜的上、下两个表面反射，如此，一束光就变为两束相互干涉的反射光线。

太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种单色组成的可见光，由于肥皂膜在各处的厚度并不均匀，根据相长干涉和相消干涉理论，在膜面厚度不同的位置上，既会有不同颜色的光满足相长干涉条件，也会有不同颜色的光满足相消干涉条件。

如此一来，阳光中的7种单色光，在肥皂膜厚度不同的地方，就会出现有的会加强，有的会减弱，有的甚至会相互抵消。在色彩表现上，也会出现肥皂膜上有的地方红一些，有些地方蓝一些，有些地方绿一些，有些地方又会显出其他的颜色的情况。

就这样，肥皂膜把阳光分解，呈现出五颜六色的图案。另外，液体的流动会导致薄膜厚度发生细微的变化，薄膜上的彩色斑纹也随之流动，因此，看到的彩色波纹也是流动的。

扩展资料：

光波像池塘里的水波一样，具有波动性。向池塘的水里投两颗石子，产生的涟漪相遇，相互干涉，形成了美丽的干涉花纹。如果仔细观察，还会发现这些水波某些位置处的振动一直加强，而另一些位置处的振动却一直在减弱。

而且并不是所有厚度的透明膜都会发生光的干涉现象。如果膜过厚，膜下表面与膜上表面的反射光就不会相互干涉。当肥皂泡被吹得越来越大时，膜也会随着越变越薄，当能满足光的干涉条件时，才会形成美丽的色彩和图案。

参考资料来源：人民网——肥皂泡上那些美丽的彩色斑纹