大家是否在生活中注意過,若在雨后積水的道路上剛好灑上了汽油,則會發(fā)現(xiàn)一片片汽油膜在陽光的照射下發(fā)出七彩的光芒。是什么令水和汽油結合產生了如此奇妙的現(xiàn)象呢?
汽油是我們日常生活中廣泛使用的一類物質。從化學角度,汽油是復雜烴類的混合物,呈無色至淡黃色的易流動液體狀。根據(jù)汽油的制造過程,可將其分為直餾汽油、熱裂化汽油、催化裂化汽油、重整汽油、焦化汽油、疊合汽油等。根據(jù)不同的用途,汽油可分為航空汽油、車用汽油、溶劑汽油等三大類。
那么,為什么原本呈無色至淡黃色的汽油,滴在水面上就會呈現(xiàn)出各種顏色呢?這背后蘊藏著哪些科學原理呢?
首先,因為汽油不溶于水,當它和水接觸時,會在水面上形成一層油膜。當太陽光透過這層油膜的上表面和下表面時就會發(fā)生散射,呈現(xiàn)出不同的顏色。這是一種光的干涉現(xiàn)象。
可以將其和水波的干涉現(xiàn)象相類比,當我們從同樣的高度,同時丟下兩塊大小相同的石頭,兩塊石頭都會在水面上蕩漾出漣漪。當這兩塊石頭激起的水波相遇時,在其相遇的區(qū)域,水面起伏的程度更劇烈,水面的高度會有所不同。更直觀一點的形容是:水面從中心向外,既會形成同心圓狀的高低相間的圈,也會形成有輻射狀的高低相間的條紋。
同理,兩列光波相遇時也會發(fā)生干涉。漂浮在水面上的油膜,在各處的厚度是不一樣的。當光照在油膜上時,有些部分會直接被油膜表面反射,有些部分則會進入油膜內部,被油膜下面的水表面反射。我們都知道,太陽光其實是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色的光組成的復色光,當它在油膜的正面和背面反射相遇時,就會產生干涉現(xiàn)象。有的光線會互相加強,有的光線會互相減弱,甚至完全抵消。光波的波長和油膜的厚度決定了光線是加強還是減弱。因此,由于油膜的厚度各處不一,陽光中的不同波長的單色光在不同厚度的地方,或加強,或減弱,或抵消,最終呈現(xiàn)在油膜上的效果就是有各種不同的顏色。
光的干涉原理也常被應用在各類生產實踐中。例如在磨制各種鏡面或其他精密部件時,要想對加工表面的形狀及其精度進行更為精準的檢查,就可以借助到利用光的干涉原理制成的干涉儀,來測定部件長度的微小變化、機件磨光面的光潔度等。
關鍵詞: 汽油