時隱時現的「顏色」偶然被發現，生動的彩虹色就有了

漫射入射光導致光向各個方向反射（左圖）。在黑暗的房間裡，聚焦的入射光被反射向特定方向，從實驗觀測點可以觀察到彩虹色散射光（右圖）。

phys.org網站當地時間10月15日報導，澳大利亞墨爾本大學、聯邦科學與工業研究組織和中國華南師範大學的研究人員偶然發現了一種觀察結構色的特殊方法。

研究人員將一種薄膜材料附著在另一更大的樣品上，在兩者相連接的地方，電場（電荷的吸引和排斥作用產生的力）非常強大。在「光學幹涉」（不同光波的相互作用）作用下，材料表面會發生散射過程。在不同光照條件下，就會產生明亮的顏色。

相關發現已刊登於《高級光學材料》雜誌中。該研究不僅擴展了人類對光特性的理解，還在傳感技術和安全設備等領域有實際應用價值。

大多數物質之所以能呈現出某種顏色，是因為它們只吸收部分太陽光譜的光線。例如，樹葉在我們看來是綠色的，是因為它們吸收了紅光和藍光。然而，有些動物、材料能以不同的方式創造顏色（結構色）。結構色通常是由衍射作用（即光線在表面反射時的相互幹擾）產生。彩虹、孔雀羽毛以及蝴蝶五彩斑斕的翅膀，正是結構色的典型範例。

在實驗中，研究人員發現了能產生類似效應的新機制。這是光的頻率選擇性散射產生結構色的重要實例。其中，電場強度和材料類型扮演了關鍵角色。

澳大利亞研究理事會（ARC）卓越激子科學中心的Eser Akinoglu博士在使用光學顯微鏡觀察金納米顆粒時，意外發現樣品創造了一種肉眼全方位可見的鮮豔顏色。困惑的Eser向同事尋求幫助。

為了破解謎題，研究人員製造了能夠散射光線並產生衍射或幹涉的薄膜。這一薄膜系統由氮化矽塗層附著於鋁製樣品而製成。通過改變光照條件，研究人員觀察到了不同的顏色。在正常光線下，樣品看起來就像一面鏡子，幾乎能夠反射所有的可見光。如果把頭頂的燈關掉，只用一束光照射樣品，就會產生生動的彩虹色。

為什麼會出現這種現象？Eser解釋說：「反射光永遠不能進入你的眼球，只有散射光才會被你看到。當打開房間燈時，光線從各個方向照向樣品，因此總會有反射光進入你的眼睛。」

原創編譯：德克斯特 審稿：西莫 責編：陳之涵

期刊來源：《先進光學材料》

期刊編號：2195-1071

原文連結：https://phys.org/news/2020-10-dont-hidden-colours-coincidence.html

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