Два отражения встречаются в одной волне
Белый свет состоит из волн разных длин, которые мы воспринимаем как разные цвета. Когда он падает на тонкую нефтяную плёнку, часть отражается от её верхней поверхности, а часть входит в масло, доходит до границы с водой и отражается там. Эти два отражённых луча выходят почти в одном направлении и накладываются друг на друга.
Пока луч проходит внутри плёнки, второй путь становится длиннее. Поэтому волны возвращаются немного сдвинутыми: для одних цветов их гребни совпадают и усиливают друг друга, для других гребень одной волны приходится на впадину другой — и цвет ослабевает. Свойство волн складываться или взаимно гаситься называется интерференцией.
Почему видны полосы, а не один цвет
Нефтяной слой редко имеет одинаковую толщину повсюду. Там, где он чуть толще или тоньше, меняется дополнительное расстояние, которое проходит свет внутри масла. Из-за этого усиливаются уже другие цвета. Переходы между участками разной толщины и складываются в радужные полосы.
Важна и геометрия наблюдения. Если немного изменить угол взгляда, свет проходит плёнку по иному пути, и условия усиления меняются. Поэтому узор словно перестраивается, хотя сама плёнка может оставаться на месте.
Цвет создаёт не краска
В радужном блеске нет отдельных цветных полос, нанесённых на поверхность: плёнка избирательно усиливает одни составляющие белого света и ослабляет другие. Именно поэтому маленький поворот головы меняет видимую картинку: меняется не состав масла, а то, какие световые волны после двух отражений встречаются в фазе.
