Чтобы понять это, сначала нужно более подробно разобраться в том, что такое прозрачность. Прозрачной называется среда, которая не мешает световым лучам проходить сквозь нее без ослабления интенсивности. Стоит отметить, что идеальной прозрачностью обладает лишь вакуум. Даже в воздухе есть частички влаги и пыли, преломляющие свет, но их действие настолько ничтожно, что мы этого попросту не замечаем.
Пену можно назвать и прозрачной, и непрозрачной одновременно. По сути пена – это совокупность пузырей. Каждый пузырь можно считать условно прозрачным. Какого цвета ни была бы жидкость, из которой состоит пена, диаметр стенки пузыря настолько тонкий, что красящих частиц в ней практически нет. Каждый отдельный пузырь также можно рассматривать как маленькую линзу и если приглядеться, на его стенках можно заметить радужные пятна. Это интерференция света.
Чем меньше пузырьки, тем белее пена
Белая пена и интерференция
Пена состоит из многих тысяч пузырьков. Каждый из них пропускает свет сквозь себя, но искажает луч, действуя как лупа. Помимо этого, пузырь «работает» и зеркалом, отражая все попадающие в него лучи. В результате миллионы световых лучей, проходя сквозь пену, теряют свое первоначальное направление настолько, что теряется общая прозрачность. Помимо этого, из-за вышеописанного эффекта интерференции свет не только преломляется, но и в процессе своего путешествия по многочисленным пузырькам пенной пучины много раз разлагается на весь спектр видимых цветов (от красного до фиолетового).
Почему пена белая?
Осталось разобраться, почему до человеческого глаза доходит только световая волна только белого спектра.
Здесь все просто. Человеческий глаз видит не сам объект, а те световые лучи, которые от него отражаются. Так как световые лучи, направленные на пену, хаотично рассеиваются, то и отражаются в большинстве своем те же лучи, которые в пену попадают. Так как солнечный или заменяющий его электрический свет чаще всего белый, то и наблюдатель видит пену того же цвета.
Это можно подтвердить с помощью простого эксперимента. Если взять любую пену (удобнее всего использовать готовую пену для бритья), занести ее в темную комнату и посветить красным фонарем, пена будет предсказуемо красной. При освещении зеленым фонарем пена станет зеленой.
Пена всегда будет отражать цвет именно тех лучей, которые на нее попадают.
