是什么令水和汽油结合产生了如此奇妙的现象呢?

2020-06-17 10:34:21 来源: 新华网

大家是否在生活中注意过,若在雨后积水的道路上刚好洒上了汽油,则会发现一片片汽油膜在阳光的照射下发出七彩的光芒。是什么令水和汽油结合产生了如此奇妙的现象呢?

汽油是我们日常生活中广泛使用的一类物质。从化学角度,汽油是复杂烃类的混合物,呈无色至淡黄色的易流动液体状。根据汽油的制造过程,可将其分为直馏汽油、热裂化汽油、催化裂化汽油、重整汽油、焦化汽油、叠合汽油等。根据不同的用途,汽油可分为航空汽油、车用汽油、溶剂汽油等三大类。

那么,为什么原本呈无色至淡黄色的汽油,滴在水面上就会呈现出各种颜色呢?这背后蕴藏着哪些科学原理呢?

首先,因为汽油不溶于水,当它和水接触时,会在水面上形成一层油膜。当太阳光透过这层油膜的上表面和下表面时就会发生散射,呈现出不同的颜色。这是一种光的干涉现象。

可以将其和水波的干涉现象相类比,当我们从同样的高度,同时丢下两块大小相同的石头,两块石头都会在水面上荡漾出涟漪。当这两块石头激起的水波相遇时,在其相遇的区域,水面起伏的程度更剧烈,水面的高度会有所不同。更直观一点的形容是:水面从中心向外,既会形成同心圆状的高低相间的圈,也会形成有辐射状的高低相间的条纹。

同理,两列光波相遇时也会发生干涉。漂浮在水面上的油膜,在各处的厚度是不一样的。当光照在油膜上时,有些部分会直接被油膜表面反射,有些部分则会进入油膜内部,被油膜下面的水表面反射。我们都知道,太阳光其实是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光组成的复色光,当它在油膜的正面和背面反射相遇时,就会产生干涉现象。有的光线会互相加强,有的光线会互相减弱,甚至完全抵消。光波的波长和油膜的厚度决定了光线是加强还是减弱。因此,由于油膜的厚度各处不一,阳光中的不同波长的单色光在不同厚度的地方,或加强,或减弱,或抵消,最终呈现在油膜上的效果就是有各种不同的颜色。

光的干涉原理也常被应用在各类生产实践中。例如在磨制各种镜面或其他精密部件时,要想对加工表面的形状及其精度进行更为精准的检查,就可以借助到利用光的干涉原理制成的干涉仪,来测定部件长度的微小变化、机件磨光面的光洁度等。

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