Чому плівка бензину на поверхні води в калюжі має веселкове забарвлення ?

Чому плівка бензину на поверхні води в калюжі має веселкове забарвлення ?

Бензин не змішується з водою. Тому, потрапляючи наприклад, у калюжу на дорозі, він розтікається по поверхні й утворює найтоншу плівку. Ця плівка володіє чудовою фізичною властивістю - створювати ось такі веселкові  картини.

Чому це відбувається?

Світлові промені, що потрапляють на бензинову плівку, поділяються на: частина світла відбивається від поверхні бензинової плівки (межі повітря і бензину), а частина проходить через бензиновий шар, доходить до кордону бензин-вода і відбивається вже від цієї межі (ще одна частина йде в глиб води, але для нашого питання ця складова не має значення).

У підсумку виходять два відбитих променя, причому другий з них на шляху до нашого ока відстає від першого, тому що йому двічі довелося подолати товщину плівки. Ці два променя накладаються один на одного, в результаті чого в просторі відбувається перерозподіл їх енергії. Результуючі коливання при цьому або посилюються або послаблюються. Посилення відбувається, якщо переломлена хвиля 2 (див. рисунок) відстає від відбитої хвилі 1 на ціле число довжин хвиль. Якщо ж друга хвиля відстає від першої на половину довжини хвилі або непарне число півхвиль, то відбудеться ослаблення світла.Це явище називається у фізиці інтерференцією світла.

Промінь червоного світла, що виходить з точки Y, складається з двох променів: частини променя 1, пройшла через плівку, і частини 2 променя,

відбивається від зовнішньої поверхні. Довжина шляху XOY кратна довжині хвилі падаючого світла на плівку, тому обидва промені складаються в фазі і посилюються.

У цьому випадку сині промені при даній товщині плівки складаються в протифазі, тому що відстань XOY не пропорційно довжині хвилі. Результат - промені складаються в протифазі і гасяться: синій колір не відбивається від плівки.

Для того щоб могло відбуватися явище інтерференції, два відбитих променя повинні бути синхронними, погодженими, тобто їх довжини хвиль повинні бути однакові, а зсув фази - постійним (фізики такі хвилі називають когерентними). Звичайні джерела світла не є когерентним, тому що вони складаються з великого числа атомних випромінювачів, що працюють незалежно один від одного і неузгоджено. Хвилі ж, відбиті від зовнішньої і внутрішньої поверхонь тонкої плівки, є когерентними, тому що вони є частинами одного і того ж світлового пучка.