文／簡麗賢

四月中旬媒體曾報導一則與物理光學現象有關的科學新聞。

一名店家老闆上網表示一位客人用餐期間，控訴食品壞掉了，因為上頭有綠光，老闆回應「這是正常現象，上網查看看。」客人不相信，老闆無奈喊冤。文章曝光後，一位物理老師回應，「這是光學的干涉條紋，是物理現象，曾出現在大學入學考試中心的研究用試題。」

金屬綠光 彩虹現象

上述新聞報導涉及物理光學現象。切開新鮮的食物後，導致食物內部的組織纖維排列整齊，當白光照射纖維，切面會呈現彩虹色的金屬色澤，是物理光學的干涉現象。農業部網站曾提及某類食品在切面上有時可見金屬綠色光澤，是正常現象，稱為「虹彩現象」；如果切面粗糙不平整，不一定會產生虹彩現象。

大學入學考試中心的研究用試題曾以此題材命題，提供高中學生參考素養命題。題目說明買了真空包裝的食品，回家打開並切片後，發現切面泛著淡淡的偏綠色金屬幽光，有些地方還看到彩虹色的金屬色澤，是不是食品被金屬汙染了呢？接著引導考生閱讀「農業知識入口網站」專家的說明，食品出現彩虹光澤主要是因為切面上有纖維所致，是很正常的物理現象，這種現象在孔雀羽毛與魚的鱗片皆可見，但其原理與光通過三稜鏡產生的色散現象並不相同。

色散現象 多元顯現

光的干涉是怎樣現象？如何產生？

光的干涉現象說明光具有「波動性質」，而干涉指的是兩個光波在空間中相遇時發生疊加，從而形成振動幅度加強或相消的新波形現象，若在螢幕上可出現亮或暗的彩色條紋。

物理學家楊格（Thomas Young）最先提出兩個光波疊加造成的雙狹縫干涉現象，說明光的波動性。雙狹縫干涉實驗是以光束垂直照射兩平行的細狹縫，用疊加原理與光程差分析。光程差是兩光束自雙狹縫分別到達屏幕上一點所經過路程的差值。若光程差為零或恰好為波長的整數倍時，到達屏幕的兩光波恰產生建設性干涉而形成亮帶；若光程差恰好為半波長的奇數倍，到達屏幕的兩光波恰產生破壞性干涉而形成暗紋。如此一來，亮帶與暗紋接替出現，形成明暗相間的條紋。

日常生活中出現太陽光照射路面的油薄膜，會被薄膜的上下兩層界面分別反射，因反射路徑造成路程差異而形成干涉現象。探討薄膜干涉現象可以了解薄膜表面的資訊，例如：薄膜的厚度、折射率等，並應用於科技發展。

在陽光普照的花園中，藍閃蝶的翅膀在陽光照耀下顯現絢麗的光澤，這與其翅膀的鱗片有關。藍閃蝶的鱗片如同百葉窗，具有一層一層的結構，光線照射在鱗片上時，由各層反射的光線，如同來自兩個狹縫，會有光程差，形成干涉現象；當蝴蝶輕輕擺動翅膀時，光程差會隨之改變，因而看到亮暗快速變化的美麗條紋。更深入說明，藍閃蝶的鱗片具有特殊週期性排列的奈米結構，好像細微的百葉窗，可視為好多層光柵，由各層鱗片結構反射的可見光，會出現光程差，形成干涉現象。

利用原理 實際應用

光碟片的設計與讀取，以及驗鈔機的工作原理皆應用光學干涉。驗鈔機內的感應器發射不同波長的紅外線與可見光，以判斷紙鈔的面額與真偽。不同面額的紙鈔具有各自的特徵，例如可吸收特定波長光線的安全線與浮水印，提供驗鈔機驗證用。

進一步闡述，如何用科學方法判斷千元鈔票是真鈔還是偽鈔？驗鈔機內的感應器發射雷射光，雷射光照在紙鈔上的安全線，安全線設計凹凸不平的反射點，會反射光線至感應器的偵測位置，透過反射光線的光程差，辨認是否為真的千元鈔票。不同面額的紙鈔有其各自的特徵，如吸收或反射特定波長光線的浮水印與安全線，提供驗鈔機驗證依據。