| おしえて№349 投稿者 Ｔｓｕｎｅさん |
 シャボン玉は、なぜあのようなきれいな色（虹色）をしているんでしょうか。また、割れる直前には、くすんだ色に変わっていきますよね。これも不思議です。なぜなのか、おしえて下さい。 |
 ビリケンJr.さんシャボン玉が虹色に輝くのは、太陽光や蛍光灯などの白色の光による干渉のためです。干渉というのは波の性質の1つです。波は山と谷のあるうねうねとした曲線(高校でならうsin曲線を思い浮かべてください)で描かれます。2つの波が同じ場所にくるとき、それぞれの山(谷)どうしが重なると、山の高さ(谷の深さ)は大きくなります(強めあい)。 しかし、一方の山と他方の谷が重なると、その場所では波がなくなります(弱めあい)。光も波の一種で、干渉がおきます。シャボン玉では、白色光がシャボン玉の外側の面で反射してくるものと、内側の面で反射してくるものどうしで干渉します。あるところを見ると光が強めあったり弱めあったりします。 しかも、白色光は虹色とよばれる光を含んでいます。この虹色は光の波のある山ととなりの山との間の距離(波長)の違いのことです。波長の長い光は赤色、短いのが紫です。干渉で強めあう位置は波長によって少しづつずれるので、場所ごとに赤色が見えたり、青色がみえたり紫色が見えたりします。 浜ちゃんシャボン玉は、シャボン玉液の薄い膜で、重力や表面からの蒸発などの影響で薄さが均一ではなく、常に変化しています。不均一な薄さによって光の屈折が変わり、虹色に見えるのです。（光は膜の表面で屈折します）シャボン玉は、水分がどんどん蒸発していって、光の波長よりも薄くなってしまうと、もう光が屈折することができないのでくすんで見えるのです。シャボン玉が壊れる直前には、シャボン液の界面活性剤（せっけんとか）の分子が２個並んだ厚さにまでなります。 これは、界面活性剤の分子は、水とむすびつきやすい親水基と油と結びつき易い親油基を両端に持っていて、真中に水（シャボン液）、両側に界面活性剤の分子が並び、膜の表面に親油基、内側に親水基という向きになるからです。（極限まで薄くなって分子の整列した膜は、その発見者の名前を取って「ラングミュア膜」と呼ばれます） ながこさん多分それは、プリズムと同じような、光の分解が起こっているからだと思います。色ガくすんでいくのは、そこの部分のシャボン玉のまくが薄くなっていくからだと思います。（重力で下のほうに液が集まっていくから） くろぅさんTsuneさんはよく観察されてますね。特に割れる直前のシャボン玉の色が変わるなんてくろぅは知りませんでした。ずばり正答があるサイトがありました。詳しくはそのページを参照していただくことにして、要するにあのきれいな虹色は光の干渉によって起こるということです。シャボン玉は透明なために、表では光の反射と進入がおこり、それは裏側でも同様です。これらが互いに干渉してきれいな模様を作るということです。割れる寸前に色がなくなるのは干渉が起こらないほどシャボン玉の膜が薄くなるためということです。 参考ＵＲＬ：名古屋市科学館 http://www.ncsm.city.nagoya.jp/exhibits/S/S1/2107.html ちなみに、石鹸水の中に松ヤニとかグリセリンを混ぜるとよりきれいな色が見られるそうですよ。ではTsuneさん、きれいな色レポート待ってますね。 さやさん詳しくは中学校で習います。 簡単に言えば『光の反射』なんですよね。 はじけるときに濁るのは、シャボン玉の下の方に液がたまってしまうからです(^^ゞ ビンタキングさんシャボン玉がキレイなのはきっと俺の前に誰かが説明してくれるはずなので省略。（他力本願。屈折率関係。）シャボン玉が割れると言うのは、シャボン玉を形作っている液が重力で上の方が薄くなってしまうからです。その時、薄いと屈折率が…きっととっちんさんが説明してくれるはず（ｗ  とっちんさんがご説明メールを送ってくれました。困ったな〜〜〜！ 得意分野ではないですよ。 （得意分野なんて初めから無いんですけどね） でもご指名なので「屈折率」についてご説明させて頂きます。 屈折率：光波が一つの媒質から他の媒質に入射するとき、入射角の正弦が屈折角の正弦に対する比をいう。ｂｙ．小学館 国語大辞典 ちょっと難しいね、私にも理解できない部分があります。でもって、図を見て下さい、入射光Ａ、Ｂ、反射光Ａ’、Ａ”、Ｂ’、Ｂ”がありＢとＡ”の交点、ＢとＡ”の交点に干渉が起こります。 又、シャボン玉というのは常に乾燥していきますし、フワフワしてますので液面の厚さが一定になっていることなどあり得ないし反射角も変化しますので光波の干渉がいたる場所で常に起こっていると考えられます。って所でこれ以上考えていると頭パンクしそうなので勘弁して下さい。  |
| シャボン玉を最初から最後まで観察しているとホントに面白いですよね。正答の方は若干意見が分かれているようですが、一応皆さん正答とさせて頂きました。 それから、ビンタさーん！それ前にあったでしょ！でも、やっぱり面白いです。とっちんさーん！説明プリ〜ズ！(^。^) |
| 正答者の方々（ 6名）です。ありがとうございます。 |
| ビリケンJr.さん・浜ちゃん・ながこさん・くろぅさん・さやさん・ビンタキングさん |