Zašto su mehurići od sapunice šareni iako su voda, sapun i vazduh bezbojni? Boje nastaju zbog interferencije svetlosti u veoma tankom filmu tečnosti koji čini omotač mehurića.
Kako nastaje mehurić?
Sapun smanjuje površinski napon vode i omogućava da se formira rastegljiv tanki film. Film ima dve površine, spoljašnju i unutrašnju, a između njih se nalazi sloj vode sa molekulima sapuna. Zarobljeni vazduh vrši pritisak iznutra, dok površinski napon teži da smanji površinu. Zato slobodan mehurić poprima oblik sfere, koja za datu zapreminu ima najmanju površinu.
Šta se događa sa belom svetlošću?
Kada svetlost padne na film, jedan deo se odbija od spoljašnje površine, a drugi ulazi u film, prelazi dodatni put i odbija se od unutrašnje površine. Ta dva talasa se ponovo sastaju. U zavisnosti od njihove fazne razlike, neke talasne dužine se pojačavaju, a druge poništavaju.
Pošto različite talasne dužine odgovaraju različitim bojama, oko vidi šare koje se menjaju sa debljinom filma i uglom posmatranja. Ova pojava naziva se interferencija na tankim slojevima.
Zašto se boje stalno pomeraju?
Tečnost u filmu polako otiče naniže pod dejstvom gravitacije, dok voda istovremeno isparava. Debljina nije svuda ista i neprekidno se menja. Svaka promena debljine menja uslov za pojačavanje određene boje, pa se šare prelivaju po površini.
Šta znači tamna mrlja na vrhu?
Pred pucanje, gornji deo filma postaje izuzetno tanak. Odbijeni talasi vidljive svetlosti mogu se skoro potpuno poništiti, pa se pojavljuje tamna oblast. To je znak da je film postao nestabilan.
Gde još vidimo iste boje?
Slične prelive stvaraju tanak sloj ulja na vodi, antirefleksni premazi na naočarima i oksidni slojevi na zagrejanom metalu. Nije svaka šarena površina duga: ovde boje ne nastaju razlaganjem kroz kapljice, već sabiranjem i poništavanjem talasa.
Jednostavan ogled
Napravite rastvor vode i malo deterdženta, formirajte film na kružnom okviru i posmatrajte ga ispred svetle jednobojne pozadine. Menjajte ugao gledanja. Ne unosite rastvor u oči i nakon ogleda operite ruke.
Česta pitanja
Zašto je mehurić okrugao?
Površinski napon teži najmanjoj mogućoj površini, a za zadatu zapreminu to je sfera.
Da li boje postoje u sapunu?
Ne moraju postojati pigmenti. Boje nastaju fizičkim ponašanjem bele svetlosti u tankom filmu.
Zašto mehurić puca?
Film se stanjuje zbog oticanja i isparavanja, a prašina ili dodir mogu lokalno narušiti njegovu stabilnost.
Odgovor na pitanje zašto su mehurići od sapunice šareni pokazuje da svetlost ima talasnu prirodu i da se talasi mogu pojačavati i poništavati.