虹彩

虹彩(Iridescence 也称为角变色)是指随着视角或照明角度改变而逐渐改变颜色的某些表面的现象。 彩虹色的例子包括肥皂泡,蝴蝶翅膀和贝壳,以及某些矿物质。 它通常是由结构着色(干扰光的微结构)产生的。

词源
词虹彩部分来源于希腊词ἶριςîris(gen。ἴριδοςíridos),意思是彩虹,并与拉丁后缀-escent相结合,意思是“倾向于”。 鸢尾又来自希腊神话中的女神鸢尾,他是彩虹的化身,扮演着众神的使者。 Goniochromism来源于希腊语gonia,意思是“角度”,色度,意思是“颜色”。

机制
彩虹色是表面中的光学现象,其中色调随着观察角度和照明角度而变化。 它通常是由两个或多个半透明表面的多次反射引起的,其中反射的相移和干涉调制了入射光(通过放大或衰减比其他频率更多的频率)。 材料层的厚度决定了干涉图案。 例如,虹彩可能是由于薄膜干涉,与法布里 – 珀罗干涉仪有关的选择性波长衰减的功能类似物,可以在水和肥皂泡的油膜中看到。 彩虹也存在于植物,动物和许多其他物品中。 自然虹彩物体的颜色范围可以是窄的,例如随着视角变化在两种或三种颜色之间移动,或者可以观察到宽范围的颜色。

 水面上的燃料会产生薄膜,干扰光线,产生不同的颜色。 不同的频带代表了电影中不同的厚度。

鱼缸表面的虹彩生物膜衍射反射光线,显示整个色谱。 从较长的入射角度看,红色比蓝色。

虹彩也可以通过衍射产生。 这可以在诸如CD,DVD,某些类型的棱镜或云彩虹等项目中找到。 在衍射的情况下,随着视角变化,通常会观察到整个彩虹的颜色。 在生物学中,这种类型的虹彩是由于在表面上形成衍射光栅,例如横纹肌细胞的长行,或孔雀蜘蛛Maratus robinsoni和M. chrysomelas的专用腹鳞。 某些类型的花瓣也可以产生衍射光栅,但虹彩对于人类和访花昆虫是不可见的,因为衍射信号被植物色素引起的着色掩盖。

在生物(和仿生)用途中,与颜料或染料不同的颜色称为结构着色。 微结构通常是多层结构,用于产生明亮但有时不呈虹彩的颜色:需要相当复杂的布置以避免在不同方向上反射不同颜色。 从罗伯特胡克的1665年的书籍Micrographia中,胡克正确地指出,由于孔雀羽毛在入水时丢失了颜色,但当它回到空气中时再次出现,结构着色一般被理解为颜料不能负责。 后来发现孔雀中的虹彩是由于复杂的光子晶体。

例子
生活

脊索动物
诸如翠鸟,天堂鸟,蜂鸟,鹦鹉,椋鸟,grackles,鸭子和孔雀等鸟类的羽毛是彩虹色的。 霓虹灯的侧线也是彩虹色的。 2009年,印度发现了一种单一的彩虹色壁虎,Cnemaspis kolhapurensis。存在于许多脊椎动物眼中的绒毡层也是彩虹色的。

植物

彩虹色的海棠叶
许多植物群体已经发展出虹彩,以适应在黑暗环境中使用更多光线,例如较低级别的热带森林。 东南亚秋海棠的叶子或孔雀秋海棠,由于每片叶片的薄层光合结构(称为虹膜塑料)吸收和弯曲光线,就像在水中的油膜一样,呈现为人类观察者的蔚蓝色。 在石油植物卷柏和几种蕨类植物中也发现了基于多层细胞的虹彩。

在肉类中由于暴露的肌肉细胞的光衍射引起的虹彩

矿物质和化合物

人造物品

纳米纤维素有时呈虹彩色,汽油和其他一些碳氢化合物和醇类漂浮在水面上的薄膜也是如此。

为了制作能够让彩虹光线折射的水晶玻璃珠宝,施华洛世奇为其部分产品涂上特殊的金属化学涂料,例如极光(Aurora Borealis)或“AB”,使表面呈现出彩虹般的外观。 彩虹阳极氧化也是可能的。

化妆品和服装行业中的彩虹产品通常被称为全息照相。