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神奇的蝴蝶

DEPARTMENT OF PHYSICS, HKUST 香港科技大學 --- 物理學系. 講者 : 鄧子良. 神奇的蝴蝶. 什麼是「顏色」. 證據. 總結. 理論背景. 看看蝴蝶. 巴 黎 翠 鳳 蝶 Papilio paris. 1, 體 型 頗 大 , 展 翅 : 8 - 10 厘 米. 2, 喜 歡 滑 翔 飛 行. 3, 黑 翅 滿佈 閃 亮 的 綠 色 小 點. 4, 後 翅 有 紫 藍 色 的 大 斑 紋 和 黑 色 的 翅 尾. 5, 翅 底 有 一 列 紅 色 圓 斑. 出 現 月 份 : 2 月 至 12 月.

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神奇的蝴蝶

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Presentation Transcript

  1. DEPARTMENT OF PHYSICS, HKUST 香港科技大學 --- 物理學系 講者: 鄧子良 神奇的蝴蝶

  2. 什麼是「顏色」 證據 總結 理論背景 看看蝴蝶

  3. 巴 黎 翠 鳳 蝶Papilio paris 1,體 型 頗 大, 展 翅 : 8 - 10厘 米 2,喜 歡 滑 翔 飛 行 3,黑 翅 滿佈 閃 亮 的 綠 色 小 點 4,後 翅 有 紫 藍 色 的 大 斑 紋 和 黑 色 的 翅 尾 5,翅 底 有 一 列 紅 色 圓 斑 出 現 月 份 : 2 月 至 12 月 正面 反面

  4. 結構色 色素色 Euploea mulciber 異型紫斑蝶 Male

  5. 紅橙黃綠青藍紫 什麼是「顏色」? 彩虹

  6. 自發光 色素色 結構色 顏色 反射光

  7. 什麼是「色素色」? -- 由原子特性所產生的顏色 實 吸收 反射

  8. 特點: -- 本身可不帶顏色 -- 不同角度,不同色彩 -- 取決於介質的折射 係數 什麼是「結構色」? -- 由物理結構所產 生的顏色 閃 單層油膜

  9. 除了單層膜 還有多層膜 -- 反射更多光 -- 有單層膜的特點 要理解結構色,須要一點物理智識

  10. 蝴蝶的鱗片如何反光? 結構 色素

  11. 蝴蝶鱗片的結構 ---屋頂瓦片排列

  12. 蝴蝶鱗片構造 -- 光學顯微鏡 X200

  13. X500

  14. X500

  15. X1000

  16. 結構色的證據? 證據1 -- 經不同方向反光, 產生不同色彩

  17. 簡單基礎物理-反射 折射系數高折射系數低 折射系數低折射系數高

  18. 簡單基礎物理-干涉 相長干涉 相消干涉

  19. 入射角 反射角 折射角 入射角 油膜(折射系數=1.1) 折射角 空氣(折射系數=1) 簡單基礎物理-折射 光速快 空氣(折射系數=1) 光速慢 油膜(折射系數=1.1)

  20. 油膜反光原理 反轉了! 油(折射系數=1.1) 水(折射系數=1.33)

  21. 1,角度 2,介質的折射系數 3,油膜的厚度

  22. 大角度 小角度 光源斜照

  23. 證據2 -- 改變介質的折射系數 加入酒精 (折射系數1.36),

  24. 藍色 (無酒精) 綠色 (有酒精)

  25. 互補色 綠紅 證據3 – 反射和透射(互補色) 反射 透射

  26. 反射 相長干涉 相消干涉 學了些什麼? ^.^ 顏色的成因 ~色素色 ~結構色 干涉  單層油膜  多層膜 折射 ~互補色

  27. Urania Type 由基底反光 鱗脊 基底

  28. Morpho Type 由鱗脊反光 鱗脊 基底

  29. 蝴蝶鱗片構造 -- 電子顯微鏡

  30. 鱗脊 基底 由鱗脊反光

  31. 基底 脊柱 由基底反光

  32. 蝴蝶鱗片構造 鱗脊 基底

  33. Amegllia bee

  34. 體型細小

  35. 鱗片/毛髮

  36. 樹葉形的鱗片/毛髮

  37. 反射和透射(互補色)

  38. 應用 : 防偽:香港１０元新鈔反光色帶在強光下斜看時， 會看到反光色帶上有「ＨＫ１０」字樣 及洋紫荊花圖案 顯示器, 裝飾,彩色過濾,太陽能電池 優點: 不褪色, 難以複製, 不需色素

  39. 光學，顯微學 鱗片的種類和構造 證明與應用 總結 顏色的成因

  40. 相關網址: http://www.shell-greenpower.net香港蝴蝶網 http://mph.phys.sci.osaka-u.ac.jp/~ssc/struc-e.htm結構色 http://www.info.gov.hk/hkma/cindex.htm香港金融管理局 http://www.iridigm.com/index.html彩色顯示器 http://hkls.org/but-list.htm香港鱗翅目學會 http://physics.ust.hk/genphys

  41. 鳴謝（排名不分先後） 香港科技大學物理系 王國彝博士 馮國光博士 李子健先生 孫珂先生 香港科技大學教學促進中心

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