При попадании капли бензина в лужу происходит равномерное растекание этой капли по поверхности воды. Бензин и вода относятся к несмешиваемым жидкостям, то есть их невозможно растворить друг в друге. При интенсивном и длительном перемешивании этих жидкостей максимум, что мы можем получить, это коллоидный раствор — множество мелких капелек одной жидкости, распределенных в толще другой. При этом если его на какое-то время оставить в покое, то жидкости снова разделятся. Таким образом, капля бензина, попадая в воду, сразу же всплывает (так как плотность бензина меньше плотности воды) и растекается по ее поверхности тонкой пленкой. Толщина такой пленки обычно составляет десятки-сотни нанометров, но может доходить и до ангстремных толщин — так называемая мономолекулярная пленка.
Самое интересное происходит, когда толщина пленки сопоставима с длиной волны видимого света. Для солнечного света эти длины волн находятся в диапазоне 400—760 нанометров. Солнечный свет, попадая на поверхность бензиновой пленки, частично отражается, а частично проходит вглубь. Доля отраженного света невелика — несколько процентов, и именно поэтому радужные разводы в лужах мы хорошо видим при ярком дневном свете. Та часть света, что попала в толщу бензиновой пленки, доходит до поверхности воды и аналогичным образом частично отражается назад. В результате мы получаем две отраженные волны света от двух границ раздела сред: воздух/бензин и бензин/вода. Эти две волны отличаются друг от друга только тем, что одна из них прошла чуть большее расстояние, то есть у нее есть некоторый набег фазы. Это приводит к тому, что волны могут взаимодействовать друг с другом, и, соответственно, они либо суммируются, либо вычитаются. Условия, при которых волны суммируются или вычитаются, определяются длиной волны падающего света и геометрией наблюдения — то под каким углом свет падает на пленку и под каким углом мы это видим.
В конечном итоге, наблюдая поверхность бензиновой пленки, мы видим яркие полосы разных цветов. На каких-то участках пленки выполняется условие суммирования для красного света, на каких-то — для зеленого или синего, и, соответственно, мы видим яркие полосы именно этих цветов. Те участки, где выполняется условие вычитания (взаимного гашения), мы видим неокрашенные полосы как прозрачные или темные. Если в процессе наблюдения мы перемещаемся, или бензиновая пленка изменяет свое расположение, то это выглядит как плавное переливающееся пятно, изменяющее свою форму и периодически вспыхивающее радужными всполохами на солнце.
Фото с сайта bogatyr.club и предоставлено спикером
