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Le bolle di sapone sono una miscela di acqua, sapone e, a volte, anche glicerina. Sono composte da uno strato di acqua molto sottile “circondato” da due strati di molecole contenute nel sapone, che mantengono la struttura relativamente stabile. Senza vento assumono forma sferica e sono iridescenti, ovvero si ricoprono di colori diversi al variare dell’angolo di osservazione. Ma perché questo accade? Le bolle di sapone tendono a essere sferiche perché la tensione superficiale dell'acqua spinge la superficie a occupare la minima superficie possibile a parità di volume, che è appunto quella sferica; il colore invece dipende dal fatto che la luce del Sole viene riflessa più volte dalla bolla e i vari raggi riflessi interferiscono tra loro.
La forma delle bolle di sapone
Acqua e sapone allo stato liquido godono di una proprietà chiamata tensione superficiale. Questa proprietà fa sì che le molecole liquide preferiscano legarsi ad altre molecole liquide rispetto al gas circostante, come ad esempio l’aria.
Una volta che viene intrappolato un volume d’aria all’interno di una pellicola liquida, la tensione superficiale guida la disposizione del liquido il quale tende a stare unito e a minimizzare la superficie di contatto con l’esterno – ovvero con l’aria. Detto in altre parole: le molecole del sapone vogliono “stare il più vicino possibile”, e questo si traduce nel fatto che la pellicola di cui è costituita la bolla vorrà occupare la minima superficie possibile. E qual è la forma che, a parità di volume intrappolato, minimizza la superficie? Proprio la sfera! La coesione fra le molecole liquide è quindi alla base della formazione delle bolle tonde.
Il colore delle bolle di sapone
Le bolle di sapone sono iridescenti, ovvero mostrano colori che cambiano in funzione dell’angolatura da cui guardiamo la bolla. Questo fenomeno è dovuto allo strato sottile di sapone che riflette e rifrange la luce solare incidente come fosse un prisma. Quando luce bianca del Sole – composta da tutti i colori dell’arcobaleno – colpisce la bolla di sapone, una parte della luce viene immediatamente riflessa verso l'esterno, mentre un'altra parte attraversa il sottile strato d'acqua, raggiunge il suo bordo inferiore e qui viene riflessa verso l'esterno. I due raggi riflessi sono paralleli e così vicini da essere praticamente sovrapposti, pertanto interferiscono tra di loro.
L'interferenza è un fenomeno fisico che interessa le onde. Quando due onde si “sommano”, possono in opportune condizioni rinforzarsi a vicenda (interferenza costruttiva) oppure cancellarsi a vicenda (interferenza distruttiva). Nel caso delle bolle di sapone succede quindi che alcuni colori che compongono la luce solare subiscono interferenza costruttiva e dunque vengono amplificati, mentre altri colori subiscono interferenza distruttiva e dunque vengono smorzati o cancellati. Quali sono questi colori dipende dallo spessore della bolla di sapone – che in genere non è costante per tutta la bolla – e dall'angolo con cui guardiamo la bolla. Il risultato di tutte queste riflessioni e interferenze crea appunto la suggestiva iridescenza delle bolle di sapone! Per esempio, le bolle più spesse (o le parti più spesse di una bolla) tendono ad amplificare i colori tra il blu e il verde, mentre quelle più sottili (o le parti più sottili di una bolla) tenderanno ad amplificare le tinte del giallo e del rosso.
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