Perché le bolle di sapone sono color arcobaleno?
Tutti conosciamo le bolle di sapone, piccole sfere trasparenti e iridescenti: ma di cosa sono fatte e perché sono così belle? Qual è il segreto del loro suggestivo colore, che incanta grandi e bambini?
Come la luce colpisce la pellicola delle bolle di sapone
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Le bolle di sapone si possono acquistare direttamente nei negozi per far felici i bambini, ma ogni giorno ci capita di vederle in situazioni diverse, quando ci troviamo nella vasca da bagno, mentre laviamo i piatti o utilizziamo l'acqua e il sapone. La loro particolarità è data dalla forma sferica e dal caratteristico colore iridescente, che somiglia a quello dell'arcobaleno e le rende davvero suggestive. La rotondità è dovuta alle molecole d'aria che restano rinchiuse dentro la bolla, subendo la pressione di quelle che si trovano al di fuori: per reazione, le molecole interne si agglomerano in modo tale da ridurre il contatto con l'aria esterna, dando vita a una sorta di sfera.
A cosa è dovuto, invece, il "magico colore" delle bolle di sapone? Iniziamo col dire che queste piccole o grandi sfere sono sottilissime pellicole composte da acqua saponata che, come abbiamo detto, racchiudono molecole di aria. Queste pellicole sono composte da tre strati: uno esterno saponato, uno al centro composto da acqua e uno interno di sapone. Lo spessore di queste pellicole è circa dieci volte inferiore rispetto a un capello umano e, naturalmente, possiede due superfici, quella interna e quella esterna. Qui entra in gioco il colore: entrambe le superfici trasparenti possono riflettere la luce, che a sua volta può colpire la bolla da diverse direzioni. Nel momento in cui questo accade, la luce seguirà diversi percorsi: andrà a riflettersi sulla superficie esterna, ma nel contempo la attraverserà. I raggi luminosi che non restano in superficie ma penetrano nella bolla, colpiranno la superficie interna, alcuni rimbalzeranno tornando indietro, mentre altri riusciranno ad attraversarla.
Ecco perché le bolle di sapone sono iridescenti
Jan Švarc/Wikimedia commons - CC BY-SA 4.0
In altre parole, le superfici della bolla dividono i raggi di luce in vari fasci divisi che percorrono sentieri diversi. Come è noto, la luce del sole è costituita da raggi di tutti i colori e ognuno di essi ha una diversa lunghezza d'onda. Ogni lunghezza d'onda differente colpirà la superficie e in parte la attraverserà: nel momento in cui le parti che si riflettono sulla superficie esterna e quella interna sono in sinergia, si rafforzeranno l'un l'altra attraverso un fenomeno noto come interferenza costruttiva. Se invece le onde non agiscono in sincronia, si verificherà quella che viene chiamata interferenza distruttiva, in base alla quale le onde di luce si annulleranno a vicenda.
Naturalmente, a farci percepire i colori della bolla sono le onde del primo tipo: in questo modo, sulla superficie esterna, appariranno i colori dell'arcobaleno, diversi tra loro. Ma cosa determina lo specifico colore che vediamo in un dato punto della pellicola? La tonalità è determinata dallo spessore della bolla in quel preciso punto, che può essere influenzato anche da agenti esterni come il vento o la gravità che portano l'acqua saponata a spostarsi nella pellicola, facendo sì che i colori della bolla si modifichino da un momento all'altro.
La luce bianca rende le bolle di sapone colorate: ecco come crearle
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Tutti i colori che vediamo su una bolla di sapone derivano dalla luce bianca, la quale comprende l'intera gamma cromatica dell'arcobaleno: nel momento in cui si riflette sulla superficie della pellicola, come abbiamo spiegato alcuni di questi colori diventano più intensi e altri scompaiono. Il colore che vediamo è determinato dalla frequenza dell'onda, ovvero il numero di vibrazioni elettromagnetiche che produce al secondo, e la luce bianca comprende onde di frequenze molto diverse tra loro: quella viola è la più intensa.
Se vuoi provare a realizzare una bolla di sapone e osservare tutte le sfaccettature dei suoi colori arcobaleno, per comprendere i meccanismi e i giochi di luce, ti basta creare una miscela di sapone usando del detersivo per i piatti, della glicerina e dell'acqua. Per ottenere il composto ideale potresti dover fare diverse prove. A questo punto, dovrai realizzare una sorta di cornice per la pellicola di sapone: taglia due cannucce in due pezzi da dieci centimetri, infilando al loro interno un filo di cotone lungo cinquanta centimetri e lega le due estremità. Fatto questo, immergi la cornice nella miscela, usandola per comporre una specie di rettangolo. Fissa le cannucce usando dei bastoncini rigidi, lascia defluire l'acqua mentre la pellicola inizierà ad assottigliarsi a partire dalla parte superiore. Ora la tua cornice è pronta e muovendo le cannucce creerai bolle di sapone davvero grandi e iridescenti!
