비눗방울은 왜 무지갯빛으로 보일까요?

코하쿠비눗방울 표면에 무지개 같은 색이 일렁이며 흐르고 있지요. 비눗물에는 색이 없는데, 신기하네요.

30초 만에 알아보는 답

색을 만드는 것은 바로 빛 그 자체랍니다.

비눗방울이 무지갯빛으로 보이는 것은 얇은 막의 바깥쪽과 안쪽에서 반사된 2개의 빛이 겹쳐서, 색마다 서로 강해지거나 상쇄되기 때문이에요. 어떤 색이 보일지는 막의 두께로 정해져요. 막의 두께는 곳곳마다 다르고 시간이 지나면서 변하기 때문에, 색이 일렁이며 움직이는 것처럼 보여요.

빛의 물결은 겹치면 서로 강해져요

빛은 물결처럼 나아가는데, 색에 따라 물결의 길이가 달라요. 빨간색은 물결이 길고, 보라색은 짧은 빛이에요. 미국의 과학관 익스플로러토리엄의 설명에 따르면, 2개의 빛의 물결이 마루와 마루로 겹치면 서로 강해지고, 마루와 골로 겹치면 서로 상쇄돼요. 이것을 '간섭'이라고 해요.

막의 앞뒤에서 2번 반사돼요

빛이 비눗방울에 닿으면, 일부는 막의 바깥쪽 면에서 반사되고, 일부는 막 안으로 들어가 안쪽 면에서 반사돼요. 안쪽에서 반사된 빛은 막의 두께만큼 더 길게 나아가기 때문에, 바깥쪽 빛과 물결이 어긋난 채로 겹쳐요. 그러면 막의 두께에 따라 어떤 색은 상쇄되고, 나머지 색이 섞여서 보여요.

코하쿠막의 앞면과 뒷면에서 2번 반사되는 것이 핵심이군요.

두께에 따라 보이는 색이 달라져요

빨간색은 물결이 길어서, 상쇄되려면 두꺼운 막이 필요해요. 익스플로러토리엄에 따르면, 막이 얇아질수록 상쇄되는 색이 빨강, 노랑, 초록, 파랑으로 옮겨 가고, 보이는 색도 청록, 파랑, 자주, 노랑으로 바뀌어 가요. 비눗물은 무게 때문에 아래로 흘러서 위쪽일수록 얇아지기 때문에, 색이 줄무늬로 늘어서기도 해요.

검어지면 터진다는 신호

막이 아주 얇아지면, 바깥쪽 면에서 반사될 때 빛의 물결 방향이 뒤집히는 성질 때문에 모든 색이 상쇄돼요. 그러면 막은 거무스름하게 보여요. 뉴사우스웨일스 대학교의 설명에서도, 막의 위쪽이 빛의 파장보다 훨씬 얇아지면 검게 보인다고 해요. 이 검은 부분이 나타나면 곧 터진다는 신호예요.

코하쿠얇은 막에서 반사된 빛이 겹쳐서 색이 생겨나요. 거무스름해지면 이제 작별할 때가 됐다는 신호랍니다.

함께 읽어 보세요

과학전자레인지는 왜 불 없이도 음식을 데울 수 있을까요?

과학같은 방에 있는데 금속은 왜 차갑게 느껴질까요?

과학철은 왜 녹이 슬까요?

자연안개는 왜 하얗게 보일까요?