Vì sao bong bóng xà phòng loang lổ cầu vồng

Thành bong bóng là màng nước xà phòng mỏng kẹp giữa không khí. Khi nắng chiếu tới, một phần phản xạ ở mặt ngoài, một phần đi vào trong màng rồi phản xạ tiếp ở mặt trong. Ánh sáng từ mặt trong đi đường hơi dài hơn ánh sáng bật ngay ở mặt ngoài.

Khi hai chùm chồng lên nhau trước mắt, màu (bước sóng) nào khớp thì sáng hơn, màu nào lệch pha thì mờ đi. Vật lý gọi đây là giao thoa màng mỏng. The Physics Classroom và OpenStax cũng giải thích dải màu trên màng xà phòng và màng dầu bằng cùng nguyên lý. Ánh sáng không chỉ hành xử như hạt—nó còn có thể chồng như sóng.

Cùng một bong bóng, phía trên thường mỏng hơn còn phía dưới dày hơn. Nước chảy xuống và dần bay hơi nên độ dày khác nhau từng chỗ. Độ dày khác thì bước sóng được tăng cường cũng khác, tạo vòng xoáy hồng, lục, tím.

Nghiêng đầu hoặc bong bóng rung, góc nhìn đổi theo, nên màu ở một điểm có thể đổi trong tích tắc. RSC Education cũng ghi nhận màu đổi khi nước thoát xuống dưới. Những gì bạn thấy gần với bản đồ màu đang chuyển động hơn là một cầu vồng đứng yên.

Khi bong bóng mỏng hơn nữa, một số vùng gần như đen. Nếu màng mỏng hơn nhiều so với bước sóng ánh sáng nhìn thấy, phản xạ ngoài và trong triệt tiêu gần hết mọi màu, gần như không còn ánh sáng phản xạ. OpenStax còn nêu rằng sự đổi pha (lệch nửa bước sóng) chỉ ở một phía phản xạ giúp giải thích vì sao màng xà phòng rất mỏng trông tối.

Vậy màu cầu vồng không phải quả bóng phủ thuốc nhuộm; đó là ánh sáng được chọn theo độ dày và góc nhìn. Dải màu trên màng dầu mỏng sau mưa trên đường cũng cùng họ giao thoa. Giải thích về váng dầu ngày mưa của Scientific American cũng quy về ánh sáng trở về từ hai mặt chồng lên nhau.