中空玻璃彩虹現(xiàn)象產(chǎn)生機理

 已經(jīng)有幾篇文獻上提到中空玻璃的干涉條紋，但有許多的不明晰，有些則對干涉紋的不直接解釋

并且對它們?nèi)绾纬霈F(xiàn)、為什么出現(xiàn)解釋得不清楚。當(dāng)然，至少它們提到這是光學(xué)現(xiàn)象，而不是玻璃的

缺點。事實上，光越純，玻璃厚度越一致，兩片或幾片玻璃放在一起則越容易出現(xiàn)干涉紋。

    間而言之，中空玻璃的干涉紋是因光波相交產(chǎn)生的反應(yīng)結(jié)果。由于中空玻璃多個玻璃表面的反射，

光波分開并沿不同路徑再次相交。當(dāng)光波再次重合，干涉紋就有可能看見。

    較常見的是“牛頓環(huán)”和“布魯斯特干涉紋”，這可看做二種不同的現(xiàn)象，雖然他們相似并且偶

爾指同一件事。

牛頓環(huán)

    牛頓環(huán)是以伊沙克.牛頓（1642-1727）命名的，他雖然沒有明確的進行解釋，但對該現(xiàn)象做了詳

細的研究。有些資料表明羅伯特.胡克（1635-1703）事實上也發(fā)現(xiàn)了這種干涉紋。

    牛頓環(huán)是在兩片玻璃相接觸時出現(xiàn)的干涉紋，并且比布魯斯特環(huán)跟容易被看見。玻片間其實是被一

薄層空氣隔開，空氣層的非常細小的變化可能導(dǎo)致產(chǎn)生直線形、環(huán)形或象地圖等高線一樣有些不規(guī)則

的干涉紋。

    改變觀察角度可以使干涉紋輕微移動，而且亮度和顏色可能隨著改變。較常見的是彩虹一樣的顏

色，不過可能有點暗淡，如輕壓玻璃，空氣間隙會更薄，同時干涉紋會更加多彩，面積更大，條紋分

的更開�？諝饽ぴ胶�，條紋與越窄，越相互貼近，并且色彩上更傾向于暗淡。

    在中空玻璃上，如果空氣層縮到兩片玻璃在中部接觸，牛頓環(huán)可能變的清晰。

布魯斯特環(huán)

    布魯斯特環(huán)是以戴維.布魯斯特爵士（1781-1868）命名，他是位物理學(xué)教授，是萬花筒的創(chuàng)造者，

在光的研究上，他發(fā)現(xiàn)了雙折射和光譜分析。

    如果干涉紋在中空玻璃上，同時兩片玻璃沒接觸，我們通常將這種現(xiàn)象稱為布魯斯特環(huán)。

光路

    中空玻璃上有兩種不同光路可能產(chǎn)生布魯斯特環(huán)，他們產(chǎn)生兩種不同的干涉紋，在此稱為一類和二

類:

    一類紋是一種相當(dāng)強的光學(xué)現(xiàn)象，通常比二類紋明亮。一類紋經(jīng)常因彩色或象彩虹而引起人的注意。

如果中空玻璃的兩塊玻璃厚度非常接近，光路基本相同，那就會出現(xiàn)一類紋。

    二類紋是一種相對較弱的光學(xué)現(xiàn)象，并且可以認為忽略不計，雖然所有浮法玻璃制成的中空玻璃上

都可能以某個角度看見，甚至不同厚度玻璃制成的中空玻璃也會出現(xiàn)。二類紋顏色通常傾向于灰暗，或

者是暗淡的幾乎不能發(fā)覺的彩虹狀。

    圖一是產(chǎn)生一類紋的原理（見附圖）：

    首先中空玻璃兩單片的厚度和折射率幾乎完全相同，光通過靠前片玻璃后，部分到達第二片，部分

被第二界面反射回靠前界面，又從靠前界面反射，到達第三界面。原來到達第二片玻璃的光通過第二片

玻璃時，被第四界面反射。由于兩玻璃的厚度幾乎相等，反射的光在第三界面相會，從而產(chǎn)生干涉紋。

    由于浮法玻璃的厚度變化非常小，如相鄰近的兩片玻璃從浮法玻璃帶切下，并合成中空玻璃，則以

某視角可能可以看見一類干涉紋。

    圖二是產(chǎn)生一類紋的原理（見附圖）：

    光通過靠前片玻璃后，部分到達第二片，部分被第二界面反射回靠前界面，又從靠前界面反射，通

過靠前片玻璃到達第三界面。接著又被第三界面反射回，通過靠前片玻璃，被靠前界面反射反射回第二

界面。同時，另一部分光通過界靠前片玻璃，被第二界面反射回到靠前片玻璃后，又被靠前界面反射，

到達第三界面，接著又被反射回第二界面，與其他部分光結(jié)合，從而產(chǎn)生干涉紋。

    第二類干涉紋可以在不同玻片厚度的中空玻璃中見到，由于通常顯得顏色灰暗，它們不如一類紋顯

爾易見。它們可能存在，但可能完全不被發(fā)覺。

觀察

    如果存在干涉紋，在一定觀察條件下，可以通過反射側(cè)或透過側(cè)見到。

從反射側(cè)觀察

    一類紋較常見為：光源傾角60○左右或與玻璃面法線交角0~30○。

    二類紋較常見為：光源傾角75○左右或觀察角與玻璃面法線交角大于30○，如果正視，二類紋可能

不能看見。

從透過側(cè)觀察

    如從透過側(cè)觀察，一二類干涉紋都在光源入射與玻璃法線交角大于80○時更可能看見。

控制干涉紋

    一類紋可以通過以下方式控制在一定程度：

    1、 使用兩塊不同下片位玻璃。

    2、 相同下片位不同玻璃帶。

    3、 相同下片位前后反轉(zhuǎn)。

    4、 利用不同厚度的玻璃合成中空可以將一類紋清理。但是厚度范圍不能重疊。為減少一類紋出現(xiàn)

的可能，應(yīng)當(dāng)使用不同厚度變化，如“＞.00006，＞.0002,＞.0001，＞.003”，我們建議厚度差在0.02~

0.04之間。

    5、 二類紋不能清理，但通常被忽略或不易覺察。但是一定照光及觀察條件可能導(dǎo)致出現(xiàn)二類紋。

    注：這與鋼化或熱增強時可能看到的應(yīng)力斑現(xiàn)象不同。