光盘表面为什么会出现彩虹色?

光盘表面为什么会出现彩虹色?

光盘的读写面没有涂上七彩颜料,却会在白光下出现移动的彩色光带。原因是表面承载数据的螺旋轨道排列得非常密集,相邻轨道的间距约为1.6微米,与可见光波长处在相近尺度。这样的周期结构可以充当反射式衍射光栅。

白光包含许多不同波长。光照到密集轨道后,从相邻位置反射出的波会相互叠加。对某一观察方向,有些波长的波峰与波峰相遇,形成相长干涉,显得明亮;另一些波长则不能在那里加强。由于不同波长达到相长条件的角度不同,红、绿、蓝等颜色被送向不同方向。转动光盘时,入射角和观察角改变,进入眼睛的颜色也随之移动。

这与三棱镜分光并不相同。棱镜主要利用材料折射率随波长变化,让不同颜色偏折不同角度;光盘则利用规则结构造成的衍射与干涉。它也不同于肥皂泡的薄膜色彩,后者来自薄膜上下表面反射光之间的干涉。三种现象都能把白光展开,却依赖不同的物理条件。

用普通台灯观察光盘是安全的。不要用激光直射眼睛,也不必用激光才能看到这一现象。真正制造彩虹的不是光盘里储存了什么内容,而是承载内容的微小轨道怎样有序排列。

https://labdemos.physics.sunysb.edu/m.-wave-optics/m1.-interference-and-diffraction-slits-and-gratings/laser-diffraction-compact-disc.php

https://www.ebsco.com/research-starters/science/diffraction-grating


了解 Geoffrey Chen 的更多信息

订阅后即可通过电子邮件收到最新文章。