肥皂泡发出的这种彩色光不同于色素和染料的彩色,叫做结构色。| Wiki
不过,由于光的衍射对于物质本身的反射性有要求,想要使巧克力表面发出彩色的光,就必须先请材料学家出马,让巧克力表面变得非常光滑和稳定。这就涉及到巧克力的调温。
构成巧克力的可可脂是一种特殊的脂肪,在不同的温度下,它会有不同的晶体形态。比如在17°、23°、34°等等都有不一样形态的晶体,而巧克力的调温,就是通过调节温度,让可可脂形成一种完美的可可晶体。我们经常看到有人在大理石板上翻切巧克力,实际上就是在调温。
在调温的过程中,可可脂中的不稳定的晶体会全部分解,然后*形成完美的晶体。当不断地搅动,完美的巧克力晶体会相互连接在一起,形成一个紧密的网络。这样完美状态下的巧克力,硬度和稳定性都是最佳的,而且还具有光泽的外壳。
没有调温的巧克力,看起来不稳定也不均匀,更没有丝滑的口感。
当衍射的条件形成后,研究小组开始考虑在巧克力表面做一些文章,他们准备了一种带有锯齿状的,几微米宽的凹槽模具,将巧克力倒在里面定型,这就相当于在巧克力表面刻上了衍射光栅。
光的衍射是光波遇到障碍物时偏离了直线传播的路径,而发生了弯曲和散射。以单缝衍射为例,当光波通过一个大缝隙的时候,就相当于通过了无数个小的狭缝,每个狭缝中的光源就像往水中投入的石子一样,会泛起圈圈波纹。这些波纹相互叠加,就发生了光的弯曲和散射。
惠更斯原理示意图。波遇到障碍物时会发生衍射。这些光波会像水波一样互相叠加,这就发生了光的弯曲和散射。| Wiki
在反射时,光的衍射现象也是同理,也能够发生光波的叠加。当白光照射到反射面上时,白光被分散成不同色光,就呈现出了彩虹的效果。我们生活中最常见的例子就是光盘。看似光滑的光盘表面上,其实包含着螺旋型分布的细密轨道,光盘信息就记录在轨道中。这形成了圆形反射光栅,使得白光被分解,就变成了我们肉眼看到的彩虹色。
光盘表面的细密轨道,形成了反射光栅。| Youtube@Applied Science
彩虹巧克力的表面也应该是雕刻上了锯齿状的条纹轨道,就形成了和光盘相似的彩色效果。
另外,衍射效果和光的波长相关,在巧克力表面想要发生明显的衍射现象,就需要锯齿的间距和光的波长相近。可见光的波长范围一般是0.36-0.4微米~0.76-0.83微米。研究者们正是将巧克力的锯齿状凹槽模具宽度选取在几微米,让反射光发生明显衍射现象,也就有了神奇的“彩虹巧克力”。