肥皂泡薄膜的基本构造_1
肥皂泡薄膜的基本构造
I .从薄膜的两个表面反射的光波,两光波之间的相位差有两个来源:
(A)两光波在不同界面处反射时所生的相角变化;
(B)两光波的光程差.
II.如果薄膜上下界面外的介质的折射率皆小於薄膜本身,则在薄膜表面
产生完全相长干涉的条件为
2 n t =(m+1/2)λ (m = 0,1,2,……)
产生完全相消干涉的条件为
2 n t = mλ (m = 0,1,2,……)
肥皂泡膜具有张力,因而有把表面积缩为最小的倾向,当面积在可能范围内变成最小时,因
内外获得压力平衡而决定了膜的形状.肥皂泡其内部空气体积一定时,为了将表面积变为最
小,所以只有形成球体.
p.s一个正四面体,似乎会在四个正三角形的面上形成薄膜,事实不然,而是从四个顶点各拉
出一片膜至中心点会和并与外框总共形成六片膜.
多面体 面数
体积
(立方英吋)
表面积
(平方英吋)
正四面体 四 1 7.21
正六面体 六 1 6
正八面体 八 1 5.72
正十二面体 十二 1 5.32
正二十面体 二十 1 5.15
球体 无限多 1 4.84
肥皂泡薄膜的基本构造_2
物理光学与光的理论
单凭光学上的成就,牛顿就已经可以成为科学上的头等人物.
1611年,斯帕拉特罗的大主教安托尼沃 德 多米尼斯(Auto-nio de Dominis)提出一种
虹霓的理论.他说由水滴内层表面反射出来的光,因经过厚薄不同的水层,而显出色彩.笛
卡尔提出一个更好的解释.他认为色彩和折射率有关,并且成功地算出虹霓弯折的角度.其
次,他还考察了胡克描写过的肥皂泡和其他薄膜上都有的薄膜的色彩.他把一个玻璃三稜镜
压在一个已知曲率的透镜上,颜色就形成圆圈,后来被人叫做「牛顿环」.
牛顿仔细地测量了这些环圈,并把它们一点一点地和空气层厚度的估计数比较.他又用单色
光重复了这个试验,这时只有光环与暗环交错出现.牛顿断定每一确定颜色的光都是痉挛似
地时而容易透射,时而容易反射.如果在反射光下去看白色光所成的环,某一在一定厚度下
恰好透射过去的颜色便不会反射到眼里,於是眼所看见的便是白色光减去这一颜色的光,换
言之即看见一种复色光.牛顿於是推断:自然物的颜色至少有一部分是由於它们的微细结构
的缘故,他并且算出产生这种效果所必需的大小.
肥皂泡薄膜的基本构造_3

下一页