Sabun köpüğü rengi nasıl olur ?

Murat

New member
Sabun köpüğü rengi aslında hangi renktir?

Sabun köpüğüne güneşli bir günde biraz dikkatli bakınca tek bir renkten söz etmenin ne kadar zor olduğunu fark ediyor insan. Bir an mavi-mor, birkaç saniye sonra yeşil-sarı, başka bir açıdan bakınca pembemsi veya turuncu görünebiliyor. Hatta köpük patlamadan hemen önce bazı bölgeler neredeyse tamamen siyaha dönüşebiliyor. Peki “sabun köpüğü rengi” denildiğinde gerçekten hangi renkten bahsediyoruz?

Bence burada en önemli nokta şu: Sabun köpüğünün sabit bir rengi yoktur. Köpüğün kendisini renkli bir madde gibi düşünmek yerine, ışığı belirli koşullarda farklı renklerde gösteren son derece ince bir film olarak düşünmek gerekiyor.

Bu konu yalnızca günlük hayatta gördüğümüz güzel renklerle ilgili değil. Optik, fizik, kimya, yüzey gerilimi ve hatta fotoğrafçılıkla bağlantılı oldukça güzel bir örnek. Üstelik evde basit bir sabun köpüğüyle gözlem yapılabilecek kadar da somut.

Sabun köpüğü neden gökkuşağı gibi görünür?

Sabun köpüğünün renk değiştirmesinin temel nedeni ince film girişimidir. OpenStax'ın üniversite düzeyindeki fizik kaynağında da güneş ışığındaki sabun köpüklerinin parlak renklerinin ince film girişiminden kaynaklandığı açıklanıyor. Köpük yüzeyinin üst ve alt sınırlarından yansıyan ışık dalgaları birbirleriyle girişime uğruyor. OpenStax+1

Bunu günlük bir örnekle düşünelim.

Köpüğün üzerine beyaz ışık geliyor. Bu ışığın bir kısmı köpüğün dış yüzeyinden yansıyor. Diğer kısmı ince sıvı tabakasının içine giriyor, iç yüzeyden tekrar yansıyor ve dışarı çıkıyor. Böylece gözümüze aynı kaynaktan gelmiş fakat farklı yollar izlemiş iki ışık dalgası ulaşıyor.

Bu iki dalganın dalga tepeleri birbirini güçlendirirse belirli bir renk daha parlak görünür. Birbirlerini zayıflatırlarsa o renk azalır.

Dolayısıyla gördüğümüz renk, köpüğün içine eklenmiş bir boya gibi düşünülmemeli.

Asıl belirleyici faktörlerden biri film kalınlığıdır.

University of Wisconsin-Green Bay'in fizik açıklamasında da sabun köpüğündeki farklı renklerin farklı dalga boylarının yapıcı veya yıkıcı girişime uğramasıyla oluştuğu belirtiliyor. UW-Green Bay

Peki köpüğün rengi neden sürekli değişiyor?

İşte işin en ilginç tarafı burada.

Sabun köpüğü sabit kalınlıkta bir duvar değildir. İçindeki sıvı film sürekli hareket eder. Yerçekimi nedeniyle sıvı aşağı doğru akarken köpüğün farklı bölgelerindeki film kalınlığı değişir. University of New South Wales'in fizik eğitim materyallerinde de sabun filminin yerçekimi etkisiyle boşaldığı, üst bölgelerin giderek inceldiği ve bu süreçte renk desenlerinin değiştiği gösteriliyor. animations.physics.unsw.edu.au

Yani birkaç saniye önce gördüğümüz mavi bölgenin daha sonra yeşile dönmesi şaşırtıcı değildir.

Film kalınlığındaki çok küçük değişiklikler bile hangi dalga boyunun güçleneceğini değiştirebilir.

Burada ölçülerin ne kadar küçük olduğunu anlamak önemli. Görünür ışığın dalga boyları kabaca 400–700 nanometre aralığındadır. Nanometre, metrenin milyarda biridir. Örneğin kırmızı ışık için fizik ders kitaplarında yaklaşık 650 nanometre dalga boyu üzerinden hesaplamalar yapılır. OpenStax'ın sabun köpüğü örneğinde suya benzer kırılma indisi yaklaşık 1,333 kabul edilerek 650 nm kırmızı ışık için yapıcı girişim koşulları hesaplanıyor. OpenStax

Başka bir ifadeyle, gözümüzün “kırmızı”, “mavi” veya “yeşil” diye algıladığı renklerin arkasında mikroskobik ölçekte son derece küçük mesafe farkları bulunuyor.

Köpük neden bazen siyah olur?

Sabun köpüğü hakkında en güzel gözlemlerden biri de aslında rengin kaybolmasıdır.

Köpük patlamadan hemen önce bazı bölgelerin kararmaya başladığını fark etmiş olabilirsiniz. Bu durum köpüğün “kirlenmesi” veya ışığı emmesi anlamına gelmez.

Film aşırı inceldiğinde, üst ve alt yüzeylerden yansıyan ışıkların girişimi bütün görünür dalga boylarında güçlü bir söndürme oluşturabilir. OpenStax, çok ince sabun filmlerinde yansıyan ışığın yıkıcı girişime uğrayarak bölgenin karanlık görünmesine yol açtığını açıklıyor. OpenStax

University of Iowa'nın fizik kaynağında da sabun köpüğünün çok ince bölgelerinin koyulaştığı ve kırılmaya yaklaşan köpükte karanlık bölgenin görülebileceği belirtiliyor. pressbooks.uiowa.edu

Bu yüzden “sabun köpüğü aslında siyah mı?” sorusunun cevabı da hayır. Siyahlık, köpüğün sabit pigmenti değil, belirli bir film kalınlığında ışığın girişim sonucunda gözümüze çok az ulaşmasıdır.

Mavi mi, yeşil mi, pembe mi? Hangisi gerçek sabun köpüğü rengi?

Aslında hiçbiri tek başına “gerçek renk” değildir.

Güneş ışığında bir sabun köpüğüne bakıldığında aynı anda çok sayıda renk görülebilir. OpenStax'ın örnek görsellerinde sabun köpüklerinde mor ve mavi bölgelerin yanında turuncuya yakın alanların da görülebildiği belirtiliyor. OpenStax

NASA'nın eğitim materyallerinde de sabun köpüklerinin güneş ışığı altında gökkuşağı renklerini gösterebildiği özellikle deney önerisi olarak yer alıyor. NASA, ışığın farklı dalga boylarının farklı renkler olarak algılandığını ve köpüklerin üzerinde gökkuşağı renklerinin gözlenebileceğini belirtiyor. NASA Science Assets

Dolayısıyla “sabun köpüğü rengi” ifadesi günlük kullanımda sedefli, yanardöner, gökkuşağımsı veya transparan bir görünümü tarif etmek için kullanılabilir.

Özellikle boya, tekstil, otomotiv, mobilya ve kozmetik gibi alanlarda “sabun köpüğü” adı bazen belirli bir pastel veya sedefli renk tanımı olarak kullanılabiliyor. Fakat fiziksel sabun köpüğünden söz ediyorsak tek bir RGB koduna indirgemek doğru olmaz.

Bakış açısı neden rengi değiştiriyor?

Bir başka önemli ayrıntı da gözlem açısıdır.

Işığın köpük filmine geliş açısı ve gözlem yönü değiştiğinde, ışığın film içinde kat ettiği yol da değişir. İnce film girişiminin yalnızca kalınlığa değil, ışığın geliş açısına ve filmin optik özelliklerine de bağlı olduğu üniversite fizik kaynaklarında açıklanıyor. OpenStax+1

Bu nedenle aynı köpüğe iki farklı noktadan baktığınızda aynı rengi görmeyebilirsiniz.

Fotoğrafçılık açısından da bu çok önemli. Telefon kamerasıyla çekilen bir sabun köpüğü fotoğrafında renklerin gerçek hayattaki görünümden farklı çıkması mümkündür. Çünkü kamera sensörü, pozlama, otomatik beyaz dengesi, çevredeki yüzeylerin yansımaları ve ışık kaynağının rengi görüntüyü etkiler.

Yani internette gördüğümüz “sabun köpüğü rengi” fotoğraflarının hepsini standart bir renk örneği olarak kabul etmek doğru olmaz.
 
Üst