رنگ های روی حباب صابون از کجا می‌آیند؟

[SadafG]

 رنگ های روی حباب صابون از کجا می‌آیند؟

[External Link Removed for Guests] 

همان طور که می‌دانید حباب صابون از یک لایه نازک شفاف آب و صابون درست شده است. این لایه نازک الاستیک ( یعنی کش مانند ) است و برای همین درست مثل لاستیک بادکنک موقع باد شدن کش می‌آید و فشار هوای درون آن بیشتر از فشار هوای محیط اطرافش می‌شود.


خب حالا فکر کنید یک شعاع نور به این بادکنک صابونی بخورد. لایه صابونی دو سطح دارد: سطح بیرونی و سطح درونی این دو سطح خیلی خیلی به هم نزدیک اند، چون لایه صابون هم خیلی خیلی نازک است. وقتی نور به سطح بیرونی می‌خورد، بخشی از آن به چشم شما بازتاب می‌شود. دلیل بازتاب نور تفاوت چگالی هوا و چگالی لایه صابون است. نوری که بازتاب نشده از لایه صابون که شفاف است، می‌گذرد و با برخورد به سطح درونی، دوباره مقداری از آن بازتاب می‌کند و به چشم شما می‌رسد.

 [External Link Removed for Guests] 

خب پس حالا دو شعاع نور بازتاب شده به چشم شما برگشته اند. اما این دو نور کاملاً یکسان نیستند! نور دوم راه بیشتری را طی کرده و تا رسیدن به چشم شما زمان طولانی تری در راه بوده است. اما از هر لحاظ دیگری، به جز این اختلاف کوچک، دو نور مشابه هم هستند. این اختلاف کوچک برای رخ دادن یک اتفاق مهم کافی است. یعنی باعث می‌شود این دو نور که طول موج، فرکانس و سرعت یکسان دارند، با هم اختلاف فاز پیدا کنند.



رنگ نور، توسط طول موج آن تعیین می‌شود. مثلا نوری با طول موج 550 نانومتر سبز است، 470 نانومتر آبی است و 600 نانومتر نوری نارنجی رنگ است. این عددها هم بسیار کوچکند ولی در حدود ضخامت لایه صابون هستند. نکته در این جاست که اگر تفاوت طول مسیر بین دو شعاع نور دقیقاً برابر نصف طول موج شان باشد، دیگر آنها را نخواهیم دید!

 [External Link Removed for Guests] 

چرا؟ چون هر موجی دارای یک سری قله‌ها و دره هاست که با تفاوت طول موج تکرار می‌شوند. وقتی تفاوت مسیر دو موج، درست نصف طول موج باشد، هر قله ای با یک دره برخورد می‌کند و همدیگر را خنثی می‌کنند. بنابراین اصلا نوری نمی ماند که ما ببینیم. این همان " تداخل مخرب " است.



حالا به این موضوع فکر کنید که اولاً نور خورشید که سفید به نظر می‌رسد، در واقع مخلوطی از طول موجهای بسیار و همه رنگهای طیف مرئی است. برای همین است که طلوع و غروب خورشید این همه رنگهای زیبا دارد ،چون اثرات تداخلی تحت تأثیر عوامل جوی زیادی است و باعث می‌شود گاهی این رنگ و گاهی رنگ دیگری ببینیم. اما همه این رنگها را می‌بینیم چون همه آنها در نور خورشید وجود دارند. اگر در اثر تداخل مخرب بعضی از رنگها حذف شوند، ما رنگهای دیگر را، که غالباً به سمت قرمز گرایش دارند، می‌بینیم. در واقع اگر یکی از رنگها از طیف حذف شود، ما رنگ مکمل آن را خواهیم دید. مثلاً اگر آبی حذف شود ما زرد را خواهیم دید. پوسته حباب هم در اثر وجود رنگهای مکمل ناشی از تداخل است که اینقدر رنگی است.

 [External Link Removed for Guests] 

زاویه ای که نور تحت آن به حباب برخورد می‌کند تعیین کننده طول مسیری است که شعاع دوم باید بپیماید، اما حباب گرد است و دائم حرکت می‌کند بنابراین طبیعی است که نور در زوایای مختلفی به آن برسد. پس بسته به نقطه ای از حباب که به آن نگاه می‌کنید، طول موج خاصی به خاطر تداخل ناپدید می‌شود و رنگهای دیگری باقی می‌ماند که ما آنها را می‌بینیم. در ضمن ضخامت حباب صابون هم دایماً تغییر می‌کند چون آب موجود در آن بخار می‌شود. پس حتی اگر در یک نقطه به حباب نگاه کنید، باز هم رنگهای متغیری روی حباب می‌بینید. اگر پوسته حباب خیلی نازک شود، حتی کوچک تر از طول موج مرئی می‌شود و آن وقت دو شعاع نور در حالتی به هم می‌رسند که تقریباً همیشه باعث تداخل مخرب می‌شود. این طوری هیچ بازتاب مرئی پدید نمی آید و حباب سیاه به نظر می‌رسد. حالا به یک حباب صابون نگاه می‌کنید! وقتی بالای حباب سیاه به نظر می‌رسد یعنی خیلی نازک شده است و به زودی ... بامب! خواهد ترکید.

 [External Link Removed for Guests] 

خطوط متناوب نور و تاریکی روی این لایه صابون در واقع باندهای رنگی هستند که از بازتاب و تداخل نور پدید آمده اند این رنگها به ضخامت لایه صابون بستگی دارند.

[External Link Removed for Guests]