Почему при попадании бензина в воду, на ней появляются радужные пятна?

0
1508

Бензин является  веществом, которое получают в результате перегонки нефти. Оно намного легче воды, и поэтому не может с ней смешиваться. Попадая в воду, бензин создает на ее поверхности тонкую маслянистую пленку, на которой возникают радужные картины. Это происходит за счет неодинакового преломления световых лучей, которые на нее падают. Одна их часть отражается непосредственно от самой поверхности пленки, Вторая же часть проходит сквозь нее и отражается непосредственно от поверхности воды. Остальные лучи  проникают в более глубокие водяные слои, но на процесс образования радужного рисунка они никакого влияния не оказывают.

Получается, что появление радужного рисунка обусловлено процессом интерференции двух типов световых лучей. При этом второй их тип попадает на сетчатку наших глаз с некоторым отставанием от первого, что обусловлено двойным их преломлением,  сразу от поверхности воды, а затем и от самой пленки. В конечном итоге, лучи накладываются друг на друга, вызывая перераспределение энергии в пространстве. Если отставание второго типа лучей от первого будет равно  целой длине волны, то мы будем наблюдать усиление  света,  Его ослабление будет в том случае,  если это отставание составит половину длины волны.

Что мы получим в результате?

Световые лучи, относящиеся к красному спектру, будут усиливать друг друга. Синие же лучи, наоборот, станут гасить друг друга. Для того чтобы возникла интерференция, оба отраженных луча  должны иметь одинаковую длину волны, при постоянном фазовом сдвиге. Если говорить научным языком, то волны должны быть когерентными. Обычный световой источник создать такие волны не может, так как он генерирует неоднородный световой поток. Когерентными  же могут быть лишь волны, входящие в единый световой пучок.

На самом же деле, световые волны имеют различную длину, поэтому мы и воспринимаем их в разном цвете. Если бы их длина была одинаковой,  то  бензиновая пленка не была бы радужной, а выглядела бы, как пятно, представленное черными и белыми полосами. Мы же с вами имеем дело с белыми световыми лучами, которые составлены волнами различной длины. Вот поэтому пятно и получается разноцветным.

Если внимательно за ним понаблюдать, то можно заметить, что цветовая картинка будет постоянно меняться, что обусловлено изменение толщины бензиновой пленки и, как следствие, изменением условий преломления световых лучей. Если в данный момент ее толщина  будет соответствовать длине волны определенного цветового спектра, то мы и увидим этот цвет на ее поверхности. Ну а так, как толщина пленки постоянно меняется, то будет меняться и ее цвет. В результате, мы получает нечто похожее на радугу. То есть, процесс интерференции приводит к появлению на поверхности бензиновой пленки  различных по цвету полос. Но даже  если толщина пленки не будет меняться, процесс интерференции не исчезнет. Все дело в том, что преломление световых лучей зависит не только от этого фактора, но также и от угла их падения.

Кроме того, интерференция может возникать лишь в том случае, если толщина пленки будет соизмерима с длиной световой волны, и не более того. В противном случае понадобится монохромный источник питания, но это уже иная история.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ