Вы наверняка неоднократно видели, как вода высыхает на прозрачной поверхности и переливается при этом всеми цветами радуги. Ученые наконец-то выяснили, как это происходит.
В основе этого явления лежит эффект многократного отражения солнечных лучей в капле воды. Попадая в каплю, луч может несколько раз отражаться от ее внутренней поверхности — и размер капли влияет на то, как именно происходит отражение и какой цвет мы получаем на выходе.
Изучая этот эффект, ученые создали специальную отражательную модель. Она предсказывает, какой цвет получится на выходе в зависимости от площади капель и объема воды.
Изначально ученые предполагали, что в основе оптического феномена лежит рефракция — преломление света на границе двух сред, а также дисперсия света.
Эти два эффекта лежат в основе радуги. Но в случае с высыхающими на поверхности капельками все немного по другому. Эти капли имеют полусферическую форму, а капли воды, взвешенные в атмосфере — сферическую, и это очень важная разница.
В данном случае эффект радужной пленки дает явление полного внутреннего отражения. В этом случае свет проходит границу двух сред, попадая в более плотную, и впоследствии полностью, без какой-либо рефракции, возвращается в менее плотную среду.
Видео эксперимента:
Ученые провели серию экспериментов, распыляя жидкости на поверхность прозрачной тонкой пленки и освещая ее под разным углом. Как говорят сами исследователи, цвет на выходе зависит и от размера капель, и от плотности жидкости, и от площади, по которой распределена жидкость.
Пока что эти эксперименты лишь для подтверждения теоретических данных, но ученые уже задумались о создании пигментов, цвет которых не зависит от их химических свойств.
Полина Гершберг
Источник - https://www.sciencealert.com