מה יוצר את הצבעים בסבון? / בלדד השוחי

ועוד שאלה על בועות סבון: מדוע הן צבעוניות? אתם שואלים, והשוחי שיודע הכל עונה

 

 

שלום בלדד,
וסחטן על המדור המעולה
השאלה שלי היא כזו, כשמסתכלים מקרוב בבועות סבון יש תמיד צבעים מדהימים. מאיפה הצבעים האלהמגיעים? עשיתי אפילו ניסוי ועשיתי בועות מסבון כלים שקוף (בלי צבע בכלל) וממים שהם גם שקופים לגמרי,עדיין היו המון צבעים בבועה.
מאיפה הצבעים מגיעים לתוך הבועה שלי???
דוד.

דוד היקר,
הצבעים מגיעים לבועה שלך מהאור שנמצא סביבנו. האור שמכיל את כל צבעי-הקשת. אנו נוטים לחשוב על צבע כעל תכונה מהותית של החומר, אבל החומר בדרך-כלל רק משחק עם הצבעים שכבר נמצאים שם - באור הלבן.

 

צבעים בבועה

 פלא צבעוני. רק בועת סבון, וקצת אור   

בקטנותי, היתה בגן שלי גיגית בה היינו רוחצים את ידינו. כולנו ידענו שכשהידיים מסובנות כהלכה, אפשר ליצור קרומים של סבון בין האצבעות, ובקרומים - אם רק מביטים בהם מהזווית הנכונה - מתרחשת סימפוניה מטורפת של צבעים. יש אנשים שלוקחים סמי הזיה כדי לראות את מה שנגלה לנו בין אצבעותינו.

אני משער שעל רוב הקוראים עברו חוויות דומות, אבל אם מישהו לא יודע על מה אני מדבר, אני ממליץ לו לרוץ לכיור ולהתחיל לשחק עם הסבון בדרכים מקוריות; והנה אפילו קישור לאתר של טיפוס שטרח לתעד את הפלא הצבעוני.

 

השתקפויות והתאבכויות

 מימין: הגלים התחתונים מחזקים זה את זה ויוצרים את הגל העליון. משמאל: מבטלים זה את זה ויוצרים קו ישר   

כששני גלי-אור מתגלגלים יחד, הם משפיעים זה על זה. אם שיאו של גל אחד חופף את שיאו של גל אחר, שני הגלים מגבירים אחד את השני, אבל אם שיא של גל חופף את העמק של גל אחר, הני הגלים מבטלים זה את זה. תופעה זו נקראת התאבכות.

 

 אפור: אוויר, ירוק: מי-סבון (דופן הבועה), צהוב: אור מן החוץ, אדום: השתקפות ראשונה, כחול: השתקפות שניה   

כשאור שעובר בחומר אחד פוגע פתאום בחומר אחר, יכולים לקרות כל-מני דברים. כשאור פוגע בדופן הבועה, למשל (מעבר מאוויר למי-סבון), חלק מהאור עובר ללא פגע, אבל חלק ממנו משתקף חזרה. לכן הבועה שקופה, אך אנו יכולים להבחין בהשתקפויות על פניה.

האור שהצליח לעבור את המכשול הראשון זורם דרך דופן הבועה כשלפתע הוא נתקל במכשול שני - המעבר ממי-סבון בחזרה לאוויר. גם כאן חלק מהאור משתקף בחזרה. מסיבות שלא כאן המקום לפרטן, ההשתקפות הראשונה (מהאוויר למי-הסבון) הופכת את גלי-האור לגמרי, “מעמידה אותם על הראש", אבל ההשתקפות השניה רק משנה את כיוונם.

 

 נוצות הטווס. מעוותות את האור   

שני גלי האור (זה שמשתקף מהצד החיצוני של הבועה וזה שמשתקף מהצד הפנימי) נוסעים יחד אל העין שלך, ובדרך הם מתאבכים. לכאורה, שתי ההשתקפויות אמורות להיות הפוכות לגמרי, ולכן לבטל זו את זו כליל, אבל למעשה יש ביניהן עוד הבדל. ההשתקפות השניה נאלצה לעבור מרחק קצת יותר גדול בדרך אל העין שלך: היא עברה את עוביה של דופן הבועה הלוך וחזור. ההפרש הזה יוצר חוסר התאמה בין הגלים של שתי ההשתקפויות.

בחוסר התאמה מסוים, הגלים הכחולים מצליחים לחמוק ואילו שאר הצבעים מתבטלים, בחוסר התאמה אחר מצטרפים אליהם הגלים הירוקים, וכך-הלאה, ליצירת גונים מגונים שונים. יש קשר ברור בין עובי דופן הבועה לבין הצורה בה צבעים שונים מבטלים או מחזקים זה את זה, ולכן צבעים שונים מייצגים עוביים שונים.

אגב, התופעה הזו אינה ייחודית לבועות-סבון. אם תביט סביבך תמצא המון דברים אחרים שנצבעים על-ידי התאבכות והשתקפות, מנוצותיו של הטווס ועד לכתמי-שמן על הכביש, חומרים מעוותים את האור סביבנו ויוצרים גיוון אינסופי.

 

איך לאבחן בועה גוועת

 פרסום 

אם הבועה ממש ממש דקה, דקה יותר מאורך-הגל שאנו מסוגלים לראות, לא יהיה הפרש משמעותי במרחק ששתי ההשתקפויות עוברות, והן יהיו בדיוק הפוכות זו לזו. כל הילדים בגן שלי הכירו את השלב הזה, השלב בו מופיע כתם "שחור" ללא השתקפות בחלקה העליון של הבועה.

כל הילדים יכלו לספר לך שקצת אחרי שמופיע הכתם השחור, הבועה מתפוצצת. זה לא כל-כך מפתיע בהתחשב בכך שכתם כזה מעיד על-כך שעוביה של הבועה אינו עולה על כמה מליוניות הסנטימטר!

שבוע צבעוני,

בלדד השוחי