蝴蝶是节肢动物门、昆虫纲、鳞翅目、锤角亚目动物的统称。全世界大约有 14000 多种，大部分分布在美洲，尤其在亚马逊河流域种类最多，我国有 1200 种。最大的蝴蝶展翅可达28~30厘米左右，最小的只有 0.7 厘米左右。
蝴蝶拥有自然界中最引人注目的色彩。当它们飞翔在花丛中采集花蜜时，它们鲜艳的翅膀似乎在你眼前闪烁并变换着不同颜色。
蝴蝶丰富的色彩可以起到伪装、吸引配偶和警告的作用。但是，蝴蝶怎么会拥有如此强烈的色调呢？
蝴蝶的颜色其实来自两个不同的来源：普通色（或称色素色）和结构色。普通色来自于普通的化学色素，它们能吸收某些波长的光，反射其他波长的光。
例如，叶绿素为植物染上绿色。叶绿素吸收了光谱中的蓝色和红色，但没有吸收绿色，当它反弹到你的眼睛时，你会看到绿色。大多数蝴蝶从黑色素中得到他们不同色调中的棕色和黄色。
蝴蝶的结构色是最有趣的地方，这种类型的颜色源于蝴蝶翅膀的特定结构，并解释了为什么一些蝴蝶的颜色似乎会发生转变，并表现的如此强烈。
这种随着观察者的移动而变化的颜色被称为彩虹色或虹彩，它在自然界中出现的频率比你想象的要高得多。
珍珠贝母和孔雀只是其中几个例子。彩虹色在蝴蝶家族中最为明显，当光线穿过透明的多层表面并被反射不止一次时，就会发生这种现象。多次的反射相互复合，使颜色更加浓郁。
无论你是否知道，你很可能从小时候就已经熟悉了虹彩。你可能在在浴缸里玩泡泡的时候，对它赞叹不已。
在肥皂泡中，光线首先穿过气泡的顶层，其中一些被反射，而一些光线继续穿过底层，其中又有一些被反射。根据第二次反射与第一次反射所需的时间和其他一些因素，这两个波可能会或可能不会对齐，或具有相同的相位。
如果两个波的相位相差一个完整波长的倍数，则称这两个波有相长干涉。如果两波相差半个波长或其奇数倍，则为相消干涉。虹彩中发生的是相长干涉，它使两个波互相补充，加强反射。
因此，虹彩能产生比普通颜料更强烈的色彩。相消干涉会使两波互相抵消，削弱反射，或完全破坏。
好吧，你可能会说，但蝴蝶的翅膀看起来一点也不像肥皂泡。那么它们是怎么做到的呢？
其实，肥皂泡的原理同样适用于蝴蝶的翅膀。然而，它们的翅膀放大了虹彩的效果，因为它们有更多的层次供光线通过，因此有更多的机会让光波相互反射和放大。
蝴蝶的翅膀虽然很小，但却被数以千计的微观鳞片所覆盖，分成两到三层。蝴蝶在分类上属于鳞翅目，顾名思义，它们具有带鳞片的翅膀。蝴蝶翅膀上的许多等间距的层级，并不像气泡中那样只有来自上层和下层的相长干涉，而是产生了多个相长干涉。
当光线照射到蝴蝶翅膀的不同层级时，会被反射无数次，所有这些反射的组合导致了你会看到非常强烈的色彩。有些蝴蝶的光谱显示甚至延伸到了紫外线，这种探测紫外线的能力引导着黑脉金翅蝶每年从北美迁徙到墨西哥。
蝴蝶的结构色和色素色的结合可以产生有趣的效果。无论是作为伪装还是交流，数千种蝴蝶绚丽多彩、复杂多变的翅膀，都要归功于它们的彩虹色和结构色。
