Girl with soap bubbles

Mistä saippuakuplan värit syntyvät?

Saippuakuplat voivat hohtaa kaikissa sateenkaaren väreissä. Värien selitys piilee valon aaltoliikkeessä.

torstai 17. helmikuuta 2011

Valo heijastuu saippuakuplan pinnasta kaikissa sateenkaaren väreissä, ja värit näyttävät vielä vaihtelevan. Se johtuu valonsäteiden aaltoliikkeestä ja interferenssistä.

Kun eri aallonpituuksia eli värejä sisältävä valo osuu saippuakuplaan, valo heijastuu saippuakuplan seinämästä kaksi kertaa. Seinämä koostuu kalvosta, jonka sisä- ja ulkopinnalla on saippuaa ja niiden välissä vesikerros. Osa valosta heijastuu takaisin heti kalvon ulkopinnalta ja osa vasta sisäpinnalta.

Sisäpinnasta heijastuneet säteet kulkevat pidemmän matkan kuin ulkopinnasta heijastuneet. Eri aikaan heijastuneiden säteiden aaltoliikkeiden välille voi syntyä vaihe-ero. Kun säteet kohtaavat, ne joko vahvistavat tai heikentävät toisiaan. Ilmiötä kutsutaan interferenssiksi. Jos aaltoliike on samavaiheista, kyseessä on vahvistava interferenssi. Jos toisen säteen huiput taas osuvat toisen aallon- pohjiin, interferenssi on heikentävä.

Saippuakuplan seinämä on ohut, mutta paksuus voi vaihdella. Ohuimmillaan se on pari, paksuimmilaan yli tuhat nanometriä.

Kalvon paksuuden lisäksi interferenssi riippuu valon tulokulmasta. Siksi saippuakuplan pinnassa näkyy eri värejä eri kohdissa, kun sitä katselee eri kulmista. Punainen voi vahvistavan interferenssin vaikutuksesta vaihtua vihreäksi, kun katselukulma muuttuu.

Paksussa enemmän värejä

Saippuakuplan seinämässä on kahden saippuakalvon välissä vesikerros. Kun valo osuu kuplaan, se heijastuu sekä ulko- että sisäpinnasta. Heijastuneet säteet joko vahvistavat tai heikentävät toisiaan seinämän paksuuden mukaan.

Soap bubbles diagram

Ohut seinämä (A): Heijastuneet valonsäteet heikentävät toisiaan

Paksu seinämä (B): Heijastuneet säteet vahvistavat toisiaan, ja värit voimistuvat.

Lue tästä

Ehkä sinua kiinnostaa...

TILAA TIETEEN KUVALEHDEN UUTISKIRJE

Voit ladata ilmaisen erikoisnumeron, Uskomattomat aivot, heti, kun olet tilannut uutiskirjeen.

Etkö löytänyt, mitä etsit? Tee haku tästä: