Kenapa Gelembung Sabun Berwarna-warni?

Apabila cahaya putih mengenai dinding gelembung sabun, sebahagian cahaya dipantulkan pada permukaan hadapan filem dan sebahagian lagi memasuki filem sebelum dipantulkan pada permukaan belakang. Dua pantulan ini menempuh laluan optik yang sedikit berbeza sebelum sampai ke mata.

Nota Istilahinterferens: Gabungan dua atau lebih gelombang yang boleh menghasilkan penguatan atau pelemahan bergantung pada perbezaan fasa antara gelombang tersebut.

Mengapa warna yang kelihatan berbeza-beza?

Cahaya tampak mengandungi pelbagai panjang gelombang. Bagi ketebalan filem dan sudut pandangan tertentu, sesetengah panjang gelombang dalam cahaya pantulan saling menguatkan melalui interferens, manakala yang lain saling melemahkan. Oleh itu, cahaya yang sampai ke mata tidak lagi mempunyai campuran warna yang sama seperti cahaya asal.

Dua pantulan daripada permukaan berbeza pada filem sabun menempuh laluan optik yang tidak sama. Perbezaan laluan dan perubahan fasa ketika pantulan menentukan panjang gelombang yang saling menguatkan atau melemahkan. Rajah skematik dan tidak mengikut skala.

Ketebalan dan sudut pandangan turut penting

Keadaan interferens bergantung pada ketebalan filem, indeks biasan, panjang gelombang dan sudut cahaya. Sebab itu bahagian berlainan pada satu gelembung boleh kelihatan berlainan warna. Warna pada tempat yang sama juga boleh berubah apabila kita mengubah sudut pandangan atau apabila filem menjadi semakin nipis.

Sangat NipisFilem yang menghasilkan warna interferens mempunyai ketebalan pada skala yang sebanding dengan panjang gelombang cahaya tampak. Rajah membesarkan ketebalan filem supaya laluan cahaya dapat dilihat.

Bagaimana kita mengetahui hal ini?

Bagaimana kita tahu?

Pemerhatian
Filem sabun yang diterangi cahaya putih menunjukkan jalur warna yang berubah mengikut kedudukan, ketebalan filem dan sudut pandangan.
Bukti
Ukuran dan eksperimen optik menunjukkan bahawa panjang gelombang yang kuat dalam cahaya pantulan berubah secara sistematik apabila ketebalan filem, indeks biasan atau sudut berubah, selaras dengan persamaan interferens filem nipis.
Inferens
Warna tersebut terhasil daripada superposisi pantulan cahaya pada dua sempadan filem, bukan kerana filem sabun menghasilkan cahaya berwarna sendiri.
Model
Model gelombang menerangkan dua pantulan yang mempunyai perbezaan laluan optik dan fasa. Bagi panjang gelombang tertentu, kedua-duanya boleh tiba dengan fasa yang lebih selaras lalu saling menguatkan; bagi panjang gelombang lain, kedua-duanya boleh saling melemahkan.
Batasan
Warna sebenar bergantung pada spektrum sumber cahaya, indeks biasan, ketebalan, sudut datang dan sudut pemerhatian. Rajah dua sinar ialah model ringkas; filem sebenar melibatkan banyak pantulan dan ketebalannya boleh berubah dari masa ke masa.

Uji KefahamanSoalan 1 daripada 3

Mengapakah filem sabun boleh kelihatan berwarna-warni di bawah cahaya putih?