Waarom hebben zeepbellen de kleuren van de regenboog?
Zeepbellen kennen we allemaal, kleine transparante en iriserende belletjes: maar waar zijn ze van gemaakt en waarom zijn ze zo mooi? Wat is het geheim van hun opvallende kleur, die zowel volwassenen als kinderen betovert?
Hoe licht op de film van zeepbellen valt
Pexels
Zeepbellen kun je direct in de winkel kopen om kinderen blij te maken, maar we zien ze elke dag in verschillende situaties, als we in bad zitten, de afwas doen of water en zeep gebruiken. Hun eigenaardigheid ligt in hun bolvorm en hun karakteristieke iriserende kleur, die lijkt op die van de regenboog en ze echt opvallend maakt. De ronding is te danken aan de luchtmoleculen die in de bel gesloten blijven en de druk ondergaan van de luchtmoleculen die zich daarbuiten bevinden: door reactie agglomereren de interne moleculen zodat ze minder in contact komen met de buitenlucht en er een soort bol ontstaat.
Waar is de “magische kleur” van zeepbellen aan te danken? Laten we beginnen met te zeggen dat deze kleine of grote bollen zeer dunne films zijn die bestaan uit zeepwater dat, zoals we al zeiden, luchtmoleculen omsluit. Deze films bestaan uit drie lagen: een buitenste laag zeep, een centrale laag water en een binnenste laag zeep. De dikte van deze films is ongeveer tien keer dunner dan die van een mensenhaar en heeft uiteraard twee oppervlakken: het interne en het externe. Dit is waar kleur een rol speelt: beide transparante oppervlakken kunnen licht reflecteren, dat op zijn beurt de bel vanuit verschillende richtingen kan raken. Wanneer dit gebeurt, zal het licht verschillende paden volgen: het zal reflecteren op het buitenoppervlak, maar er tegelijkertijd doorheen gaan. De lichtstralen die niet op het oppervlak achterblijven maar de bel binnendringen, zullen het interne oppervlak raken, sommige zullen terugkaatsen, terwijl andere erin zullen slagen er doorheen te gaan.
Dit is waarom zeepbellen iriserend zijn
Jan Švarc/Wikimedia commons - CC BY-SA 4.0
Met andere woorden, de oppervlakken van de zeepbel verdelen de lichtstralen in meerdere gesplitste stralen die verschillende paden volgen. Zoals bekend bestaat zonlicht uit stralen van alle kleuren en heeft elke straal een andere golflengte. Elke verschillende golflengte zal het oppervlak raken en er gedeeltelijk doorheen gaan: als de reflecterende delen op het buiten- en binnenoppervlak in synergie zijn, zullen ze elkaar versterken door een fenomeen dat constructieve interferentie wordt genoemd. Als de golven daarentegen niet synchroon werken, treedt er wat bekend staat als destructieve interferentie op, waarbij de lichtgolven elkaar opheffen.
Wat ons de kleuren van de zeepbel doet waarnemen zijn uiteraard de golven van het eerste type: op deze manier zullen op het buitenoppervlak de kleuren van de regenboog verschijnen, verschillend van elkaar. Maar wat bepaalt de specifieke kleur die we op een bepaald punt op de film zien? De tint wordt bepaald door de dikte van de zeepbel op dat precieze punt, die ook kan worden beïnvloed door externe factoren zoals wind of zwaartekracht, waardoor het zeepwater door de film beweegt, waardoor de kleuren van de zeepbel van het ene moment op het andere veranderen.
Wit licht maakt zeepbellen kleurrijk: zo maak je ze zelf
Freepik
Alle kleuren die we op een zeepbel zien, zijn afkomstig van wit licht, dat het hele kleurengamma van de regenboog omvat: zoals we hebben uitgelegd, worden sommige van deze kleuren intenser als ze weerkaatsen tegen het oppervlak van de film en verdwijnen andere. De kleur die we zien wordt bepaald door de frequentie van de golf, dat wil zeggen het aantal elektromagnetische trillingen per seconde, en wit licht bestaat uit golven met zeer verschillende frequenties, waarbij paars het meest intens is.
Als je wilt proberen een zeepbel te maken en alle facetten van de kleuren van de regenboog wilt bekijken, om de mechanismen en het lichtspel te begrijpen, maak dan gewoon een zeepmengsel van afwasmiddel, glycerine en water. Om het ideale mengsel te krijgen, moet je het misschien verschillende keren proberen. Op dit punt moet je een soort frame maken voor de zeepfilm: snijd twee rietjes in twee stukken van tien centimeter, rijg er een katoendraad van vijftig centimeter doorheen en knoop de twee uiteinden aan elkaar. Als dit gedaan is, doop je het frame in het mengsel en vorm je er een soort rechthoek mee. Maak de rietjes vast met stokjes, laat het water eruit lopen en de film zal vanaf de bovenkant dunner worden. Nu is je frame klaar en door de rietjes te bewegen creëer je grote, kleurrijke zeepbellen!
