ทำไมฟองสบู่ถึงเป็นสีรุ้ง

เคยสังเกตไหม เวลาปล่อยฟองสบู่ลอยกลางอากาศ บางลูกไม่ได้เป็นแค่ฟองใส ๆ แต่กลับมีสีสันเหมือนรุ้งเล็ก ๆ อยู่บนผิว ทั้งสีฟ้า เขียว เหลือง ชมพู หรือม่วง สลับเปลี่ยนไปตามมุมที่มอง

ที่น่าสนใจคือ สีเหล่านี้ไม่ได้มาจากสีของน้ำสบู่เอง เพราะตัวน้ำสบู่ส่วนใหญ่แทบไม่มีสี แล้วอะไรทำให้ฟองบาง ๆ กลายเป็นเหมือนกระจกสะท้อนสีรุ้งได้

คำตอบอยู่ที่ "ฟิล์มบาง" บนผิวของฟองสบู่

ฟองสบู่ประกอบด้วยชั้นน้ำสบู่ที่บางมาก โดยมีชั้นของสารลดแรงตึงผิวอยู่ด้านนอก ชั้นนี้บางจนแสงสามารถเดินทางผ่านเข้าไปและสะท้อนกลับออกมาได้จากหลายตำแหน่ง

เมื่อแสงจากดวงอาทิตย์หรือหลอดไฟตกกระทบผิวฟองสบู่ ส่วนหนึ่งจะสะท้อนจากผิวด้านนอกของฟิล์ม อีกส่วนหนึ่งจะเดินทางเข้าไปสะท้อนจากผิวด้านใน แล้วกลับออกมารวมกับแสงที่สะท้อนออกมาก่อนหน้า

ตรงนี้เองที่ทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "การแทรกสอดของแสง"

แสงทั้งสองชุดอาจช่วยกันเพิ่มความเข้มของบางสี หรือหักล้างบางสีออก ขึ้นอยู่กับความหนาของชั้นน้ำสบู่ในบริเวณนั้น เมื่อความหนาแตกต่างกัน สีที่มองเห็นก็เปลี่ยนไป

พูดง่าย ๆ คือ ฟองสบู่ไม่ได้สร้างสีขึ้นมาเอง แต่มันเลือกให้บางสีของแสงเด่นขึ้น และทำให้บางสีหายไป

เหตุผลที่ฟองสบู่มีหลายสีในลูกเดียวกันก็เพราะความหนาของผิวฟองไม่เท่ากัน

บริเวณด้านบน ด้านข้าง และด้านล่างของฟองสบู่มีการกระจายตัวของน้ำไม่เหมือนกัน แรงโน้มถ่วงจะดึงน้ำในฟิล์มให้ไหลลงด้านล่าง ทำให้ส่วนล่างมักมีชั้นน้ำหนากว่าส่วนบน สีที่เห็นจึงเปลี่ยนไปตามตำแหน่ง

นอกจากนี้ ฟองสบู่ที่กำลังจะแตกมักมีสีเปลี่ยนชัดเจนขึ้น เพราะชั้นฟิล์มกำลังบางลงเรื่อย ๆ เมื่อความหนาเปลี่ยน รูปแบบการแทรกสอดของแสงก็เปลี่ยนตาม

บางช่วงอาจเห็นเป็นสีเขียวหรือฟ้า จากนั้นเปลี่ยนเป็นเหลืองหรือแดง ก่อนที่ฟองจะหายไปในที่สุด

หลายคนอาจสงสัยว่าทำไมฟองสบู่ถึงไม่เห็นเป็นสีรุ้งแบบเดิมทุกครั้ง ทั้งที่ใช้น้ำสบู่สูตรเดียวกัน

เพราะสีที่เห็นไม่ได้ขึ้นอยู่กับสูตรน้ำสบู่อย่างเดียว แต่ขึ้นกับหลายปัจจัย เช่น ความหนาของฟิล์ม มุมที่แสงตกกระทบ มุมที่เรามอง และสภาพแสงรอบตัว

ถ้ามองฟองสบู่กลางแดด สีจะเห็นชัดกว่าในห้องที่มีแสงน้อย เพราะมีแสงให้สะท้อนและแทรกสอดมากกว่า

ปรากฏการณ์นี้ไม่ได้เกิดเฉพาะกับฟองสบู่เท่านั้น วัตถุบางอย่างในธรรมชาติก็ใช้หลักการคล้ายกัน เช่น สีบนปีกผีเสื้อบางชนิด คราบน้ำมันบนพื้นถนนหลังฝนตก หรือสีเหลือบของแผ่นฟิล์มบาง ๆ

สิ่งเหล่านี้ไม่ได้มีเม็ดสีแบบสีทาบ้าน แต่เกิดจากโครงสร้างเล็ก ๆ ที่ควบคุมการเดินทางของแสง

ฟองสบู่จึงเป็นตัวอย่างง่าย ๆ ของปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ที่อยู่ใกล้ตัวมาก เราเห็นมันเป็นของเล่นธรรมดา แต่จริง ๆ แล้วบนผิวบาง ๆ ที่ลอยอยู่กลางอากาศนั้นกำลังเกิดการทำงานของแสงในระดับที่ละเอียดมาก

ครั้งหน้าที่เห็นฟองสบู่ลอยผ่านหน้า ลองเปลี่ยนมุมมองเล็กน้อย สีรุ้งที่เห็นไม่ได้อยู่ในฟองสบู่ แต่เป็นผลจากแสงที่กำลังเล่นกับชั้นน้ำบางจนน่าเหลือเชื่อ