小时候大家都玩过吹泡泡吧。兑一瓶肥皂水，使劲晃晃，拿一个简易的泡泡圈沾一沾，再用嘴轻轻一吹，一大片色彩斑斓的泡泡就会飞出来，好看极了。

图片来源：pixabay

不过，肥皂泡为什么会有那么多绚丽的颜色呢？

肥皂泡就是肥皂水形成的膜，本身并不带任何颜色，但肥皂泡的膜具有极薄的结构，可使特定波长（颜色）的光得到增强。这样，就使我们看到的肥皂泡带有了颜色。

像这样因某种结构而产生的颜色，称之为“结构色”。与之相比，我们身边带有颜色的物体大都是因“色素”而产生。例如：看到红色的苹果，是因为能反射红光的色素存在于苹果表面。结构色与因色素产生的颜色（色素色）不同，它的特征就是看上去色泽耀眼鲜亮。

肥皂泡的颜色来自太阳。当太阳光照在肥皂泡上时，一部分在肥皂泡的薄膜表面产生反射，还有一部分透过薄膜照到薄膜底面产生反射。这两种反射光叠加后，因光的波长不同，有些波长的光增强，有些减弱。这一现象就是光的“干涉”。当反射光叠加得以增强时（相长干涉），我们看到的颜色则更明亮且闪耀。比如，当看到肥皂泡呈现蓝色时，那就是反射光中的蓝色光叠加增强而产生的。

类似肥皂泡产生颜色的方法被称为“薄膜干涉”。不过由薄膜而生成的颜色较弱。因此，可以将数层膜相叠加，使得叠加增强的反射光更多，而这样产生的特定颜色的光会变得更亮。这就是“多层膜干涉”。

在生物中，有很多物种是以结构色的方式产生颜色的。能利用多层膜干涉的方法产生颜色的生物最为鲜艳，昆虫中的吉丁虫正是其中的代表。除多层膜干涉之外，孔雀与鸽子羽毛的颜色也是以结构色方式产生的。热带鱼中的霓虹脂鲤的体色，以及秋刀鱼等青背鱼身上闪亮的体色也都是结构色。与色素色不同，结构色的色彩即便在生物死亡之后也能存在，在大部分情况下依旧能够闪耀。

作为展现结构色的生物，被研究得最多且最深入的应当是包括“蓝闪蝶”在内的闪蝶家族。

蓝闪蝶是栖息在中南美洲的大型蝴蝶，它们的翅膀均呈现出耀眼的深蓝色。蝴蝶翅膀表面分布着被称为鳞片的物质，其形状为板状，像屋顶的瓦片那样排列。而蓝闪蝶鳞片的表面有很多像图书馆的书架那样结构复杂的“架子”（栅栏），这些细微的结构能产生出独特的蓝色。同时，这种“架子”的宽度很窄，能让反射光向四面八方扩散，这一现象称为光的“衍射”。光盘表面看到的虹色也是结构色，同样是由光的衍射与干涉产生的。

说到这里，你还知道哪些与结构色有关的有趣现象呢？欢迎评论区留言讨论~

本文摘编自《科学世界》2019年第8期《结构色》

新媒体编辑 | 张丽君

转载内容仅代表作者观点

不代表中科院物理所立场

如需转载请联系原公众号

来源：科学世界

编辑：老头