彩虹牛肉片底层的科学原理

背景

一天下午，在旺角吃子固路拌粉，突然注意到我的牛肉片在灯光的照射下，发出了一片“绿光”。因为是第一次观察到这种情况，直觉反应是肉质可能坏了，瞬间担心自己的安全，带着忐忑不安的心情草草结束了这顿晚饭。

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回去的路上一直在想刚才发出的“绿光”，为了打消疑虑，所以打开了搜索引擎查找答案。

这种肉片是用工业级别的切割刀切成片的，会在肉表面上产生非常精细的物理结构（衍射光栅），光照在这个肌肉纤维的微观结构上，会发现衍射，进而在肉的切割表面产生这种彩虹般的结构光。

衍射光栅本质上是由等距的条纹（开口或刻痕）组成。当单色光照射到光栅上，光线会通过光栅开口处发生衍射，并在远处形成干涉图样。

干涉条纹的角度取决于光的波长和光栅的周期，这就是为什么不同波长的光（也就是不同颜色）会在不同角度上被分开。

来自相邻凹槽的光之间的几何光程差为d sin α + d sin β 。 [由于β < 0， d sin β项为负。] 相长干涉原理规定，只有当该差值等于光的波长 λ 或其整数倍时，来自相邻凹槽的光才会同相（导致建设性干扰）。

$$ mλ= d (sinα + sinβ) $$

当波长为 λ 的光从凹槽间距为 d 的光栅衍射时，它控制主强度最大值的角位置。这里m是衍射级（或光谱级），它是一个整数。对于特定波长 λ，|mλ/d| 的所有 m 值< 2 对应于传播（而不是倏逝）衍射级。