道路にこぼれたガソリンは何故虹色に見えるのでしょうか。
というと物理の質問に思われるかもしれませんが、こぼれたガソリンは表面張力のため、ある程度(mm程度)の厚さを持っているはずです。しかし、そんなに経路差があると通常は干渉しないはずです。(現に、同じ状況で水がこぼれても干渉縞は見えないはず)
ガソリンに、何か微量な、比重の小さい物質が含まれているのでしょうか。或いは、ガソリンが常温でも空気中の酸素と反応して、表面だけ水(と二酸化炭素)が生成しているのでしょうか。或いは、その他の現象が起こっているのでしょうか。 (調べた所、ガソリンの比重は水より軽いようですが、生成した水の拡散速度よりも、新しく水が生成するほうが速いのでしょうか)
表面に屈折率の違う物質の膜が存在していれば、干渉する条件を満たす気がするので。
A 回答 (2件)
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No.2
- 回答日時:
大前提として、もともとガソリンは単一成分ではありません(定量的にはわかりませんが、微量であれば水も含んでいます)。
また、道路には当然いろいろな成分のものが落ちていることも重要な前提事項ではないでしょうか?
この回答への補足
ガソリンが単一成分ではないのは、言うまでもないですが、通常は層分離していませんよね。層に分かれていたら実用的じゃないですから。
それで、干渉縞の主な原因となる成分、反応をご存知の方、教えてください。
No.1
- 回答日時:
ちゃんと調べたわけではないので、私見と言う事で。
光の干渉を生じるためには、ある程度均一な厚みの膜が必要ですね。
水の場合は水素結合によるクラスターの大きさが、光学的に干渉を起こす厚みより大きいために、サブミクロンオーダーの均一膜を作りにくいので、干渉縞にならないのだと思います。
ガソリンなど、有機溶剤が水の上に膜を作る場合は、クラスターの無い均一厚みの膜となりますよね。
また、水でも界面活性剤が混ざったような場合は十分薄い膜になれますから、シャボン玉のように干渉縞が生じるという事ではないでしょうか。
この回答への補足
十分厚いと、確かにそのオーダーまで均一な厚みの膜は作りづらいと思いますが、ある程度厚い膜が干渉しにくい原因は、量子力学的に波束を対象に考察する必要があるのではないでしょうか。
それで、私の質問は、ガソリンなどが水の上に薄い膜を作る場合ではなく、ガソリンそのものがミリメートル程度の厚さの膜を作る場合にも(虹色の)干渉膜が出来ることに関してです。
ガソリンが、化学反応を起こして何か膜を作るか、何らかの技術的、実用的要因のため、異なる成分を微量に含んでいるのか、という考えのもと、化学のカテゴリで質問致しました。
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