CDが虹色を反映するのはなぜですか?

Apr 01 2000
シャボン玉やグリーススリックタイヤのように、CDは虹色を反映しています。これは何が起こるのですか?

CDの表面を見たり、シャボン玉や静水に浮かぶ油の薄膜を見たりすると、虹の模様がよく見られます。これらの3つの効果はすべて、フィルムに当たる光の建設的および破壊的な干渉によって作成されます。

例として、水に浮かぶ非常に薄い油の膜について考えてみてください。ときに白色光がフィルムに当たる、そのほとんどは、それを通過するが、一部はれる反射膜の最上層と最下層のオンオフ。同様に、家の窓の前に立つと、窓に反射像が見えます。ほとんどの光は窓を通り抜けて家の外に出ていますが、一部は反射して戻ってきます。この図に示すように、油膜の最上層で反射する光は、最下層で反射する光よりもわずかに短い距離を移動します。

この図では、入射光線は左上から入ります。光の一部はフィルムをまっすぐ通過します(A)。その一部はフィルムの最上層で反射します(B)。その一部はフィルムの最下層で反射します(C)。

膜厚のオーダーである場合、光の波長は、干渉が発生する可能性があります。紫の光の波長は約4,000オングストローム(1億分の1センチメートル)ですが、赤色の光の波長は約7,600オングストロームなので、非常に薄いフィルムについて話します。虹の質問で見たように、白色光はすべての異なる色の光で構成されています。

フィルムが適切な厚さである場合、赤色光波(正弦波)が上層と下層で完全に整列して跳ね返り、結果として生じる2つの正弦波が結合して、見られる赤色光の量が2倍になります。

または、それらは正確に位相がずれて反射する可能性があり、赤は除去されます。

CDでは、表面がミラーリングされているため、虹の色がはるかに濃くなります。(CDの構造の説明については、CDのしくみを参照してください。)CDでは、CDを保持する角度によって、表示される色が制御されます。角度によって、パスの違いが制御されます。

ここにいくつかの興味深いリンクがあります:

  • CDのしくみ
  • 光のしくみ
  • 虹を反射する
  • ブリッジライト