Радужные мыльные пузыри - это не просто красиво, великий Исаак Ньютон смог сделать замечательное открытие из этого явления. Так в чём же причина появления расцветки мыльных пузырей?
Это потому, что световые волны, отраженные от противоположных сторон тонкой стенки мыльного пузыря, интерферируют друг с другом, то есть происходит перераспределение интенсивности света в результате наложения нескольких световых волн. Некоторые длины волн (цвета) нейтрализуют друг друга, а другие усиливаются. Стенка мыльного пузыря на самом деле представляет собой тонкую пленку воды, защищенную от разрушения слоем молекул моющего средства с каждой стороны. А какие цвета усилены, зависит от толщины водяной пленки.
Добавим, что это явление не то же самое, что происхождение цветов радуги (вызванное преломлением внутреннего отраженного света), а скорее то же самое, что явление, вызывающее цвета масляного пятна на мокрой дороге.
Предположим, что на поверхность пузыря, образованного плёнкой постоянной толщины, падает пучок белого света, и различные участки поверхности пузыря пучок встречает под различными углами. Это означает, что в условия, при которых отражённый луч усиливается, будут попадать лучи с различной длиной волны и различные участки пузыря будут отсвечивать различными цветами радуги: лиловый, красный, синий, зелёный, жёлтый цвет. Это может произойти и по другой причине: различные участки плёнки пузыря со временем меняют свою толщину (теперь уже меняется толщина), и именно поэтому «то в нём синеет море, то в нём горит пожар». Если приглядеться к мыльному пузырю, можно отчётливо увидеть потоки жидкости, меняющие его окраску.
Чтобы закончить рассказ об оптике мыльного пузыря, обязательно надо сказать о чёрных полосах и пятнах в окраске пузыря. Они особенно отчётливо видны, когда пузырю осталось жить всего несколько мгновений.
Если вы внимательно посмотрите на пузырьки в ванне, вы заметите, что цвета постепенно меняются по мере того, как водяные пленки стекают под действием силы тяжести. Исаак Ньютон заметил то же самое однажды, когда принимал ванну, и использовал это наблюдение с пользой, поставив эксперимент, в котором вся вода в конечном итоге стекала с вершины пузыря. После этого осталось черное пятно (теперь называемое «черной пленкой Ньютона»), состоящее всего из двух слоев молекул моющего средства. Проследив за изменением цвета, Ньютон смог рассчитать размер молекул моющего средства - поистине замечательное достижение.
Источник: BBC Science Focus
