为什么阳光下的泡沫是彩色的
阳光下的泡沫 是彩色的
就像被骗的我 是幸福的
追究什么对错 你的谎言
基于你还爱我
——邓紫棋《泡沫》
正如邓紫棋《泡沫》歌词中提到的，阳光下的泡沫是彩色的，这种美好的彩色，一触就破，我们如何永久保留它的美好呢。
光的干涉
要理解泡沫彩色的原理，需要一些光学知识，下面尽量简单介绍
泡沫虽然一触就破，但还是有一定厚度的薄膜（水膜），就会涉及光的反射和透射的问题，当光线照射到薄膜上表面，一部分光产生反射，一部分光产生透射，透射光到达薄膜的下表面，也会产生相同的情况，一部分光产生反射，一部分光产生透射，而且下表面产生的反射光，跟上表面产生的反射光会相遇，就会产生干涉的问题。
要理解干涉，先知道两个概念，光程与光程差：
光程（optical path）：是光学领域的一个基础概念，其定义为光传播的几何路程与所在介质折射率的乘积
光程差（optical path difference）：是两束光光程的差值
下表面产生的反射光，跟上表面产生的反射光虽然会相遇，但这两束光会有点时间差，通俗理解，下表面的反射光因为经过更多的路程，所以跟上表面的反射光不可能完全一样，也就是存在光程差，这个光程差由薄膜壁厚决定。
以前的文章介绍过（2.光的波粒二象性《颜色-不是你想象的那样（第二版）》），光是一种电磁波，形象来看有波峰波谷，上下表面的两束光，在一定的光程差下相遇：
若刚好波峰对波峰，波谷对波谷，产生干涉，这个干涉使两束光波会产生最大的振幅，称为相长干涉（建设性干涉），波峰和波谷都增强了，显示出来的就是某色光亮度增强了
若刚好波峰对波谷，产生干涉让波峰波谷刚好被抵消，称为相消干涉（摧毁性干涉），光波消失了，显示出来就是某色光亮度减弱了
至于何时相长，何时相消，简单来说（了解即可，不详细介绍）：
光程差是奇数倍半波长——相长干涉
光程差是偶数倍半波长——相消干涉
彩色的泡沫是因为相消干涉
泡沫的颜色，其实主要是相消干涉起作用。通过相消干涉，某种波长的光被抵消，我们能看到的颜色，就是这个消失掉的光的颜色的补色。
干涉相消是针对哪个波长的光，是由泡沫的水膜厚度决定的，如下图所示，简单来说，随着水膜的厚度增加，相消的光按照蓝光-绿光-黄光-红光-蓝光循环变化，所以导致我们看到的光是按照金黄-红色-蓝色-绿色-金黄循环变化。
颜色循环变化示意图如下。
还有个常识需要了解，泡沫虽然很轻，但也是水，飘在空中的泡沫在重力的作用下往下流，导致泡沫水膜从的上到下的厚度是由薄到厚，从而产生了厚度的变化，厚度的变化导致干涉相消波长的变化，所以我们看到的泡沫就有颜色的变化。
阳光下的泡沫，是彩色的。
下图模拟了就是泡沫在重力作用下厚度变化而产生的颜色变化
珠光颜料
知道这个原理我们如何运用呢？
之前我发表过一篇文章，【颜料小历史】当前就是我们最好的时代介绍过免喷涂技术对环保和降本中的作用，里面使用到的就是珠光颜料，其实珠光颜料的应用场景很多，比如车漆，彩妆等等，里面闪烁着彩色光的就是珠光，珠光的颜色很丰富，而它产生的颜色就是因为干涉相消产生的。
珠光的微观结构如下，一般是在云母表面包覆了一层很薄的金属氧化物，如二氧化钛，该氧化物相当于泡沫的水膜，随着氧化物厚度增加，干涉相消的波长也产生变化，所以就制备出不同色光的珠光颜料。
当然，如果想要一种珠光颜料有不同颜色的变化，就要在云母片上包覆这两层或以上的不同金属氧化物。
而这种变色的珠光我们常见到在纸币上的变色油墨上。
小结
光照射在泡沫表面会产生干涉
彩色的泡沫是因为相消干涉
可以运用这种相消干涉制作色彩丰富的珠光颜料
参考文献：
[1]汤 璐 ,宣爱国 ,薛永萍. 虹彩型云母钛珠光颜料包覆率的测定及显微形貌表征 [J]. 陶瓷学报, 2017,38(1):68-72
[2]付建生等.新一代高性能效应颜料随角异色颜料[J].涂料工业,2003,33(7):41-43
[3]钟盛文等.珠光颜料的研究方法与新进展[J].中国钨业,2001,16(4):33-36
[4]刘彩霞.四层对称结构随角异色功能颜料的合成与光谱特性研究[D].北京：北京工商大学
[5]付建生.随角异色颜料及其生产方法.中国,200410013060.3[P].2004.4.19
[6]汤璐等.云母钛珠光颜料的研究[J].贵州化工,2005,30(1):9-12