蝴蝶也懂物理学，利用薄膜干涉原理制造蓝色

但蝴蝶翅膀的颜色并不都是这个原理，有一种称为大蓝闪蝶的蝴蝶，它翅膀的蓝色就有些特别，它的鳞片实际上并没有蓝色色素分子，蓝色主要来源于鳞片本身的排列。这种颜色被称为结构色，生物体的结构色是由光波与折射率不同的生物纳米结构的物理相互作用产生的。如果我们以不同的角度观察大蓝闪蝶，我们会发现它的蓝色是处于变化之中的，就像全息图一样。顺便说一下，只有雄性的大蓝闪蝶才有美丽的蓝色。

大蓝闪蝶的结构颜色归结于多种物理机制，包括多重干涉、衍射、布拉格散射、廷德尔散射和瑞利散射。在本文中，我们将谈论的是最主要的干涉机制。不过，在此之前，我们需要先简单复习一下薄膜干涉。

薄膜干涉

那么，大蓝闪蝶的蓝色和这一切有什么关系呢？如果我们放大翅膀上的鳞片，我们会看到一些小山脊形状。继续放大这些山脊，我们会看到它的形状像小圣诞树，而“树枝”的排列使它的翅膀呈现蓝色。当光线进入该结构时，一部分光会在“树枝”的上表面发生反射，另一部分光会进入并在下表面发生反射，结果和刚才薄膜干涉一样，两束反射光会发生干涉。

(www.ws46.com)

蓝光的波长范围在400至480纳米，而该结构的尺度造成的光程差大约为200纳米，刚好等于蓝光波长的一半，它们发生的是相长干涉。而其他波长的光，则发生相消干涉。此外，鳞片附着在含有黑色素的基底，它会吸收掉红、黄的等杂散光，这就更加突出了蓝色。

如果我们用其他东西（比如酒精）填充这些微小的空隙，那么蓝色就会消失。这是因为，这改变了折射率，也就改变了它们的光程差。那么，你可能会想问，下雨的时候它为什么不会改变颜色？因为这些鳞片由天然防水材料制成，水是无法填充这些空隙的。