Bańki mydlane

Zamocz pierścionek w kubeczku i dmuchaj mocno ale powoli. Chyba każdy z nas puszczał takie bańki. Ale czy przyglądaliście się dokładnie jak pięknie mieniły się barwami tęczy?


Odpowiedzialna za to jest interferencja światła na cienkich błonach. Gdy jednobarwna więzka światła pada na powierzchnię błony, częściowo się od niej odbija, a częściowo, po załamaniu, przeniknie w głąb. Część promieni, które przeniknęły, odbija się z kolei od drugiej powierzchni i opuszczając błonę, w drodze powrotnej ponownie załamuje na powierzchni pierwszej. Jaka barwa się sumuje a jaka nie, zależy od grubości błony.

Zjawiska te zawsze fascynowały człowieka nie tylko swoim pięknem, ale również dlatego, że zwykle można je obserwować tylko w bardzo delikatnych lub nietrwałych obiektach, takich jak bańki mydlane, tłuste plamy na wodzie, plamy oleju na mokrej drodze, skrzydła owadów, masa perłowa, ogon pawia.

Przepis na duże bańki mydlane: 6 części wody, 2 części dobrego płynu do mycia naczyń oraz 1 część gliceryny (do kupienia w aptece). Mieszaninę odstawić na kilka godzin.

W oku obserwatora spotkają się promienie bezpośrednio odbite i biegnące tylko w powietrzu z promieniami, które po wniknięciu do błony przebyły drogę dłuższą o podwójną grubość błony. Różnica dróg optycznych (Δ=nλ) powoduje, że wytworzona zostaje między nimi różnica faz. Kiedy fale świetlne nakładają się fazami zgodnymi, interferencja jest konstruktywna i obserwujemy wzmocnienie. Kiedy fazy są przeciwne mamy interferencję destruktywną i następuje wygaszenie.


Przy oświetleniu błony światłem białym, z uwagi na fakt, że różne długości fal światła odpowiadają różnym barwom, maksimum odpowiadające każdej barwie będzie miało swoje określone położenie. Prężki określonego koloru powstają, kiedy grubość błony jest nieparzystą wielokrotnością jednej czwartej długości fali (w wodzie) (2m+1)λ'/4, gdzie m=0,1,2... itd. a λ' jest długością fali w wodzie (bałce). λ' natomiast wynosi λ'= λ/n, gdzie n jest współczynnikiem załamania wody (względnym, w stosunku do powietrza).