肥皂泡上那些美丽的彩色斑纹

　　我们常常看到这样的一些现象：肥皂泡在阳光下呈现出五彩斑斓的色彩，水面上的油膜表面呈现光鲜的彩色条纹。肥皂膜和油膜本身是无色的，为何会呈现出如此美丽的颜色呢？其实，这是白光在透明薄膜的上、下表面反射并相互干涉的结果。

美丽而神奇的肥皂泡

　　流动的彩色波纹

　　物理学家研究表明：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。

　　同样的道理，当两束或多束频率相同的光相遇时，也会产生相互干涉的现象。某些位置处的光振动一直在加强，所以此处就比较亮，称作相长干涉；某些位置处的光振动一直在减弱，所以此处就比较暗，称作相消干涉。值得一提的是，一定厚度的膜，仅能使一定波长（颜色）的光产生稳定的相长干涉或者相消干涉。例如，在某处，如果仅红色光满足相长干涉条件，那么此处就呈现红色；如果此处仅有绿色光满足相长干涉条件，那么此处就只会呈现绿色。

　　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，我们看到的彩色波纹也是流动的。

　　不仅仅肥皂泡会发生这样的现象，任何透明薄膜只要有光线射入，都会产生这样的现象。例如，我们常见的水上的油膜、蜻蜓的翅膀、CD片等等，在阳光的照射下，它们都会呈现出缤纷斑斓的色彩，其原理与肥皂泡呈现彩色的原理相同，这种颜色叫做薄膜色。这种现象称为光的干涉。

波光粼粼

　　破灭的绚丽色彩

　　我们吹肥皂泡时，还会发现一个非常有趣的现象，刚开始吹时，色彩并没有那么绚丽：随着泡泡被逐渐吹得越来越大，它的色彩也会变得越来越亮丽，直至破灭。这又是怎么回事呢？

　　原来，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。

　　薄膜的颜色与其厚度有关，按照这个道理，就产生了一些非常有趣的应用。例如，检验精密机械零件的表面是否存在瑕疵，通常的检验方法是：先把被检查的表面与一个标准的表面相接，然后放在光线下照射，仔细观察两个表面间的空气薄膜所产生的彩色斑纹。如果彩色斑纹发生畸形变化，就说明被测的表面有缺陷。然后再根据斑纹的畸变、弯曲的形状和不规则的程度，来确定被测表面的缺陷所在位置和缺陷程度。

　　肥皂泡吹制器

　　由于肥皂泡色彩斑斓，变幻多端，非常有趣，所以吹肥皂泡就成了大家都喜欢的一种娱乐活动。吹肥皂泡所用的工具是吹制器，其品种和做法也很多。

　　1.铁丝环形吹制器

　　最简单的是与商品肥皂泡液一起买来的塑料吹制器。但由于肥皂泡的大小由吹制器的直径决定，因此有时根据自己的需求和喜好需要自制吹制器。这个很简单，因为多数环形结构的物品都可以被采用。例如，可以用铁丝弯成环形，并在其上加一个柄，铁丝要足够粗以便维持环的形状。绕着铁丝可以缠上棉线或纱布，以便使肥皂水更容易粘在环上。

　　2.“巨型肥皂泡”吹制器

　　KlutzPress推出的一种“巨型肥皂泡”吹制器，是采用布圈带塑料手柄，并且还带一个活动的部件以便允许环轻柔的开或闭。Klutz出售肥皂泡手册教授技巧和有趣的想法，通常会附带可以立即使用的肥皂泡圈。

　　3.肥皂泡管

　　还有一种是肥皂泡管，它用塑料制成，形状像烟斗，有时还带有多个槽。把肥皂泡溶液倒入管的槽中，在“烟嘴”吹气槽中就会产生气泡。

吹泡泡的女孩

　　肥皂泡表演艺术

　　肥皂泡喜闻乐见，因此肥皂泡表演也应运而生，它融合了娱乐和艺术创作。他们所需用的肥皂液是有一定的技巧和技术含量的。有些艺术家能够吹出巨大的气泡，能够制成立方体、四面体和其它形体，能做成物体，甚至是人物形状。为增强视觉效果，艺术家们会用烟，或者氦气填充，并配以激光或火焰。肥皂泡还可用天然气之类的可燃气体填充，然后将其点燃，当然这是在毁掉该肥皂泡。

　　吹肥皂泡现在已经成了大众化的娱乐活动，出现了很多肥皂泡艺术家。美国人汤姆·诺迪（Tom Noddy）就是其中一个，他能吹出一串一串的泡泡，还能够让一个泡泡套着另一个泡泡，甚至还能把烟吹进泡泡中，用以突出泡泡的形状。他在世界的许多国家和地区都进行过表演，吸引了一些数学家来观看。1982年，在汤姆的建议下设立了肥皂泡节，第一个肥皂泡节就吸引了约15000名肥皂泡爱好者。

　　肥皂泡艺术家高超的技术和表演，也使得肥皂泡吉尼斯世界纪录在不断被打破。2007年在英国伦敦博物馆，被称为泡泡人的SAMSAM，制出一个巨大的肥皂泡，将50名学生罩在了里面，打破了之前一个泡泡容纳42个人的吉尼斯世界纪录。