mille bolle blu - Dipartimento di Fisica

MILLE BOLLE BLU
Perché i colori delle bolle di sapone sono diversi da quelli dell’arcobaleno?
Marcella Dante
I colori delle bolle di sapone sono effettivamente diversi da quelli dell’arcobaleno. Delle bolle di
sapone rimangono in mente un viola pallido (magenta), un verde chiaro, un azzurro (ciano), mentre
dell’arcobaleno rimangono impressi il rosso vivo, il giallo, il verde, il blu…Da dove proviene
questa differenza? Anche questa volta la fisica ci viene in aiuto, spiegandoci che i fenomeni che
formano i colori nei due casi sono completamente diversi, anche se i protagonisti sono i medesimi:
acqua e luce. Prendiamo in esame una situazione alla volta e cerchiamo di capire.
La luce bianca del sole è costituita da tanti colori: il rosso, il verde, il giallo, il blu. Quando tutti
questi colori si sovrappongono danno luogo alla luce bianca. È forse nota a molti l’esperienza della
trottola sulla quale siano\ stati dipinti i colori dell’arcobaleno: se la trottola viene fatta girare
velocemente, non distinguiamo più i singoli colori, ma percepiamo invece una tinta biancastra. Ciò
che vediamo normalmente è quindi la “somma” di tutti i colori del visibile. Il nostro occhio non è
capace di scindere la luce nei suoi colori:
per distinguere le componenti della luce
occorrono altri dispositivi, oppure
occorre
un
dispositivo
naturale,
l’arcobaleno appunto.
Elemento
fondamentale
per
la
formazione dell’arcobaleno è la presenza
di goccioline d’acqua. La luce che
colpisce una gocciolina
subisce un
effetto che va sotto il nome di
“rifrazione”: il raggio luminoso che
prosegue all’interno della goccia non
prosegue lungo la stessa direzione, ma
viene deviato in modo più o meno forte a
seconda del colore. In particolare, la luce
blu cambia direzione in modo più
marcato della luce rossa. I raggi di luce,
così separati, incontrano di nuovo la
superficie interna della goccia, vengono
riflessi e tornano a colpire la superficie
esterna, sulla quale subiscono una
seconda rifrazione: all’uscita vengono ulteriormente separati ed è quindi possibile distinguere con
agio i vari colori. Gli arcobaleni casalinghi, che possiamo ammirare mentre annaffiamo il giardino o
mentre giocherelliamo con oggetti di vetro o di plastica trasparente di forma opportuna (involucri di
penne, bicchieri, ecc.), nascono allo stesso modo.
L’origine dei colori delle bolle di sapone va invece ricercata in un fenomeno che va sotto il nome di
interferenza. La bolla di sapone è costituita da una sottile lamina di acqua (e sapone) che circonda
l’aria. Quando un raggio di luce colpisce la superficie esterna della lamina, in parte viene riflesso
(chiamiamo questo raggio 1) e in parte prosegue all’interno della lamina (raggio 2). Il percorso
nell’involucro acquoso è ridottissimo (lo spessore dell’involucro è di qualche milionesimo di metro)
e il raggio di luce 2 riaffiora in aria “in tempo” per incontrarsi con il raggio 1. La sovrapposizione
dei due raggi avviene in modo tale che si rinforzino solamente determinati colori, che tuttavia non
sono i colori puri dell’arcobaleno, perché ad ogni colore rafforzato si aggiungono piccole quantità
di altri colori. Ecco allora che non vediamo rosso, ma magenta (che proviene dalla somma di rosso
e blu), non vediamo blu, ma ciano (che proviene dalla somma di blu e verde), non vediamo verde,
ma giallo (che proviene dalla somma di rosso e verde). Il colore che viene rafforzato dipende dalla
grossezza della lamina: se la bolla di sapone avesse uguale spessore ovunque, sarebbe dipinta dello
stesso colore. Quanto detto vale anche per i colori che si osservano quando si formano sottilissimi
strati di benzina o di unto sulla superficie dell’acqua (in questi casi, a differenza delle bolle di
sapone, si osserva la luce riflessa e non trasmessa).
“Ma come?” Sento già chiedermi da molti piccoli pittori “Questo non mi torna. Io so che il colore
giallo più il blu dà verde!” Attenzione, attenzione! L’errore sta nel dire “giallo più blu”, mentre è
vero che “mescolando il giallo con il blu” ottengo il verde. Le due cose sono diverse: la luce gialla
sovrapposta al ciano (blu pavone), dà luogo al bianco, perchè i due colori d’origine si sommano;
quando invece illumino con la luce solare i due colori mescolati, ognuno di essi toglie alla luce
bianca alcuni colori, facendo rimanere solo il verde. In quest’ultimo caso i due colori fanno da filtro
e sottraggono tinte alla luce di partenza. I pittori che creano in modo mirabile gradazioni di ogni
genere, utilizzano questa capacità dei colori di selezionare alcuni toni di luce.
Esiste anche una tecnica pittorica che sfrutta la somma dei colori, anziché la sottrazione: si tratta del
divisionismo, utilizzato da pittori come Pellizza da Volpedo o Segantini. In questo caso il quadro
viene pitturato con tante piccole pennellate di diversi colori una vicina all’altra: la luce che
proviene da tutti i tratti colorati si somma nel nostro occhio, dando luogo a suggestive sensazioni
(l’effetto è ancora più evidente nella tecnica pittorica del puntinismo, rigorosamente interpretata da
artisti come Seurat, Signac ...).
Per concludere, osservate con una lente di ingrandimento lo schermo di una televisione a colori:
osserverete una serie di punti vicinissimi rossi, blu e verdi. Quando il nostro occhio somma questi
tre colori, si ottiene la sensazione di bianco, mentre tutta la gamma dei colori viene prodotta da
un’addizione di almeno due di essi, presi con le opportune intensità.
[a cura di Silvia Defrancesco]