Couleurs d'une bulle de savon
De Wikidebrouillard.
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Présentation de l'expérience
Avez-vous déjà remarqué la progression des couleurs sur les bulles de savon ? Vous êtes vous déjà demandé pourquoi ? Nous allons tenter d'expliquer ce phénomène. Partons à la conquête des bulles de savon !
Matériel
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Une assiette
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375 mL d'eau
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25 g de sucre en poudre
-
100 mL de liquide vaisselle
-
50 mL de glycérine
L'expérience
La manipulation
Préparation du mélange à bulles !
Dans un récipient, verser et mélanger dans cet ordre :
- 175 mL d'eau
- 25 g de sucre
- 100 mL de liquide vaisselle
- 50 mL de glycérine
- 200 mL d'eau
Puis laisser reposer quelques heures (3 à 4 heures).
Remarque : essayer de ne pas faire trop mousser lors du mélange.
Fabrication des bulles
Verser le mélange dans une assiette. Puis à l'aide d'une paille, faire une bulle avec un souffle régulier.
Remarque : Dans l'idéal, humidifier l'air au préalable (avec un vaporisateur ou un brumisateur par exemple).
Que voit-on ?
Nous pouvons observer que la bulle de savon prend progressivement les couleurs de l'arc-en-ciel. Celles de l'arc-en-ciel ? Peut-être pas. En observant attentivement, nous remarquons que ces "couleurs" se superposent en "étages", nous obtenons des franges colorées.
Explications
De manière simple
La bulle de savon se compose d'une paroi d'une certaine épaisseur. Lorsque l'on se penche au bord d'un lac, nous apercevons notre reflet, et un plongeur, sous l'eau, peut nous voir. De la même manière, une partie du rayon lumineux est réfléchie sur la surface "extérieure" de la bulle de savon, tandis que l'autre partie traverse la membrane de la bulle pour se réfléchir en partie sur la surface intérieure de celle-ci. Nous obtenons donc deux rayons réfléchis qui se "mélangent" pour donner nos couleurs.
Remarquons que la lumière blanche qui provient du soleil se compose de beaucoup de couleurs, et que selon la couleur, la pénétration dans la membrane de la bulle s'effectue sous un angle différent. Enfin, les franges de couleurs apparaissent progressivement car l'eau coule le long de la bulle et lui donne de l'épaisseur, l'épaisseur nécessaire pour obtenir deux rayons réfléchis "différents".
Questions sans réponses
Comment deux rayons réfléchis se "mélangent" ?
Allons plus loin dans l'explication
Il s'agit du concept d'interférence. En réalité, un des deux rayons a parcouru une plus longue distance que le second (il a traversé la membrane de la bulle, contrairement à l'autre). Les deux rayons proviennent d'une même source, ils ont donc la même pulsation (ou fréquence, les deux vibrations sont dites isochrones), un déphasage constant dans le temps (dû à la différence de chemin parcouru) et les deux vibrations ne sont pas orthogonales (seulement une petite déviation du rayon réfléchi sur la paroi intérieure de la bulle), ces conditions nous permettent d'observer les interférences (franges).
Liens avec d'autres expériences
Expériences sur Wikidébrouillard
Propagation des ondes dans des milieux différents
Liens pour aller plus loin
Applications : liens avec le quotidien
Le phénomènes de franges colorées peut aussi s'observer sur les ailes de certains papillons, sur des flaques d'huile...
Lieux propices à sa réalisation
À l'intérieur (pas de vent !) et penser à humidifier l'air.
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