色彩斑斓眼花缭乱,蝴蝶翅膀的色彩之谜

蝴蝶翅膀显示出五颜六色的色彩

蝴蝶的结构色是最有趣的地方,这种类型的颜色源于蝴蝶翅膀的特定结构,并解释了为什么一些蝴蝶的颜色似乎会发生转变,并表现的如此强烈。

这种随着观察者的移动而变化的颜色被称为彩虹色或虹彩,它在自然界中出现的频率比你想象的要高得多。

孔雀羽毛的彩虹色

珍珠贝母和孔雀只是其中几个例子。彩虹色在蝴蝶家族中最为明显,当光线穿过透明的多层表面并被反射不止一次时,就会发生这种现象。多次的反射相互复合,使颜色更加浓郁。

无论你是否知道,你很可能从小时候就已经熟悉了虹彩。你可能在在浴缸里玩泡泡的时候,对它赞叹不已。

在肥皂泡中,光线首先穿过气泡的顶层,其中一些被反射,而一些光线继续穿过底层,其中又有一些被反射。根据第二次反射与第一次反射所需的时间和其他一些因素,这两个波可能会或可能不会对齐,或具有相同的相位。

肥皂泡对色彩的反射

如果两个波的相位相差一个完整波长的倍数,则称这两个波有相长干涉。如果两波相差半个波长或其奇数倍,则为相消干涉。虹彩中发生的是相长干涉,它使两个波互相补充,加强反射。

因此,虹彩能产生比普通颜料更强烈的色彩。相消干涉会使两波互相抵消,削弱反射,或完全破坏。

好吧,你可能会说,但蝴蝶的翅膀看起来一点也不像肥皂泡。那么它们是怎么做到的呢?

色彩斑斓的蝴蝶翅膀

其实,肥皂泡的原理同样适用于蝴蝶的翅膀。然而,它们的翅膀放大了虹彩的效果,因为它们有更多的层次供光线通过,因此有更多的机会让光波相互反射和放大。

蝴蝶的翅膀虽然很小,但却被数以千计的微观鳞片所覆盖,分成两到三层。蝴蝶在分类上属于鳞翅目,顾名思义,它们具有带鳞片的翅膀。蝴蝶翅膀上的许多等间距的层级,并不像气泡中那样只有来自上层和下层的相长干涉,而是产生了多个相长干涉。

当光线照射到蝴蝶翅膀的不同层级时,会被反射无数次,所有这些反射的组合导致了你会看到非常强烈的色彩。有些蝴蝶的光谱显示甚至延伸到了紫外线,这种探测紫外线的能力引导着黑脉金翅蝶每年从北美迁徙到墨西哥。

蝴蝶的结构色和色素色的结合可以产生有趣的效果。无论是作为伪装还是交流,数千种蝴蝶绚丽多彩、复杂多变的翅膀,都要归功于它们的彩虹色和结构色。返回搜狐,查看更多