Pourquoi les bulles de savon sont-elles de couleur arc-en-ciel ?

Nous connaissons tous les bulles de savon, petites sphères transparentes et irisées : mais de quoi sont-elles faites et pourquoi sont-elles si belles ? Quel est le secret de leur couleur éclatante, qui enchante aussi bien les enfants que les adultes ?

Comment la lumière frappe le film de la bulle de savon

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Les bulles de savon peuvent être achetées directement dans les magasins pour faire plaisir aux enfants, mais nous les voyons tous les jours dans différentes situations, lorsque nous sommes dans la salle de bain, que nous faisons la vaisselle ou que nous utilisons de l'eau et du savon. Leur particularité réside dans leur forme sphérique et leur couleur irisée, qui ressemble à celle de l'arc-en-ciel. La rondeur est due aux molécules d'air qui restent enfermées à l'intérieur de la bulle, subissant la pression de celles de l'extérieur : par réaction, les molécules à l'intérieur s'agglomèrent de manière à réduire le contact avec l'air extérieur, créant ainsi une sorte de sphère.

Comment expliquer la "couleur magique" des bulles de savon ? Commençons par dire que ces sphères, petites ou grandes, sont des films très fins composés d'eau savonneuse qui, comme nous l'avons dit, enferment des molécules d'air. Ces films sont composés de trois couches : une couche extérieure savonneuse, une couche centrale composée d'eau et une couche intérieure de savon. L'épaisseur de ces films est environ dix fois inférieure à celle d'un cheveu humain et, bien entendu, ils présentent deux surfaces, l'une interne et l'autre externe. C'est là que la couleur entre en jeu : les deux surfaces transparentes peuvent réfléchir la lumière qui, à son tour, peut frapper la bulle dans des directions différentes. Dans ce cas, la lumière suivra des chemins différents : elle se réfléchira sur la surface extérieure, mais en même temps elle la traversera. Les rayons lumineux qui ne restent pas sur la surface mais pénètrent dans la bulle vont frapper la surface intérieure, certains vont rebondir, d'autres vont passer à travers.

Voilà pourquoi les bulles de savon sont iridescentes

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En d'autres termes, les surfaces de la bulle divisent les rayons lumineux en plusieurs faisceaux qui empruntent des chemins différents. Comme on le sait, la lumière du soleil est composée de rayons de toutes les couleurs et chacun d'entre eux a une longueur d'onde différente. Chaque longueur d'onde différente frappera la surface et la traversera partiellement : lorsque les parties réfléchissantes des surfaces extérieure et intérieure sont en synergie, elles se renforcent mutuellement par un phénomène connu sous le nom d'interférence constructive. En revanche, si les ondes ne sont pas synchronisées, il y a interférence destructive, c'est-à-dire que les ondes lumineuses s'annulent mutuellement.

Bien entendu, ce sont les ondes du premier type qui nous font percevoir les couleurs de la bulle, de sorte que les différentes couleurs de l'arc-en-ciel apparaissent sur la surface extérieure. Mais qu'est-ce qui détermine la couleur spécifique que nous voyons à un endroit donné du film ? La teinte est déterminée par l'épaisseur de la bulle à cet endroit précis, qui peut également être influencée par des agents externes tels que le vent ou la gravité, qui font que l'eau savonneuse se déplace à travers le film, ce qui fait que les couleurs de la bulle changent d'un moment à l'autre.

La lumière blanche produit des bulles de savon colorées : voici comment les créer

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Toutes les couleurs que nous voyons sur une bulle de savon proviennent de la lumière blanche, qui comprend toute la gamme des couleurs de l'arc-en-ciel : lorsqu'elle se reflète sur la surface du film, comme nous l'avons expliqué, certaines de ces couleurs deviennent plus intenses et d'autres disparaissent. La couleur que nous voyons est déterminée par la fréquence de l'onde, c'est-à-dire le nombre de vibrations électromagnétiques qu'elle produit par seconde, et la lumière blanche comprend des ondes de fréquences très différentes, le violet étant la plus intense.

Si vous voulez essayer de faire une bulle de savon et observer toutes les facettes de ses couleurs arc-en-ciel, pour comprendre les mécanismes et les jeux de la lumière, il vous suffit de créer un mélange de savon avec du produit vaisselle, de la glycérine et de l'eau. Pour obtenir le mélange idéal, vous devrez peut-être faire plusieurs essais. À ce stade, vous devez fabriquer une sorte de cadre pour le film de savon : coupez deux pailles en deux morceaux de dix centimètres, enfilez-y un fil de coton de cinquante centimètres de long et nouez les deux extrémités ensemble. Une fois cela fait, trempez le cadre dans le mélange, en l'utilisant pour former une sorte de rectangle. Fixez les pailles à l'aide de bâtons rigides, laissez l'eau s'écouler et le film commencera à s'amincir par le haut. Votre cadre est maintenant prêt et en déplaçant les pailles, vous créerez de belles et grosses bulles de savon irisées !