WORUM GEHT ES?
Wahrscheinlich kennt jeder aus seiner Kindheit Seifenblasen. Das hier entstehende Seifenblasenfenster beruht auf demselben Prinzip und lädt wegen seiner relativ großen Stabilität hervorragend zum Experimentieren ein.
WESHALB IST DAS SO?
Wassermoleküle ziehen sich gegenseitig an. Dadurch entsteht eine Oberflächenspannung, die es Nadeln oder Rasierklingen ermöglicht, auf dem Wasser zu liegen. Gibt man jedoch Seife hinzu, nimmt die Oberflächenspannung ab. Das lässt sich zum Beispiel daran erkennen, dass Nadeln oder Rasierklingen, die vorher noch auf dem Wasser schwammen, plötzlich versinken.
Ohne Seife ist die Oberflächenspannung so groß, dass selbst kleine Blasen aus Wasser sofort zerplatzen. Erst durch die Zugabe der Seife und die dadurch veränderten Eigenschaften des Wassers ist es möglich, das Seifenblasenfenster über eine große Fläche zu spannen. Dabei setzen sich die Seifenmoleküle an die Oberfläche der Seifenblasenhaut und schließen in der Mitte einen dünnen Wasserfilm ein. Gleichzeitig verhindern sie so ein Verdunsten des Wassers.
Doch warum schillert das Seifenblasenfenster in so bunten Farben? Auf die dünne Seifenhaut treffen Lichtwellen. Ein Teil dieses Lichts wird an der vorderen Oberfläche reflektiert, der Rest durchdringt die Schicht und gelangt zur hinteren Oberfläche. Dort geschieht Ähnliches: Ein Teil des Lichts verlässt die Schicht, der andere Teil wird zwischen den beiden Oberflächen hin- und zurückreflektiert und verlässt dabei teilweise die Seifenhaut. Beide Lichtwellen, die sich in der Reflexion überlagern, haben einen unterschiedlich langen Weg von der Lichtquelle zum Beobachter zurückgelegt; das Licht wird obendrein in der Seifenhaut verzögert und die Welle, die an der vorderen Schicht reflektiert wird, verschiebt sich um eine halbe Wellenlänge. Alle drei Effekte führen zusammen zu einem sogenannten Gangunterschied zwischen den beiden Lichtwellen, der gerade so beschaffen sein kann, dass Wellenberg auf Wellental trifft. In diesem Fall löscht Licht sich dann mit Licht aus! Man nennt diesen Vorgang destruktive Interferenz.
Weißes Licht besteht aus den Regenbogenfarben, und jede dieser Farben hat eine bestimmte Wellenlänge. Ist der Gangunterschied gerade so beschaffen, dass eine Farbe fast vollständig ausgelöscht wird, so werden die benachbarten Wellenlängen, also Farben, zusätzlich geschwächt. Andere Wellenlängen können durch den Gangunterschied verstärkt werden: Der Wellenberg des an der vorderen Schicht reflektierten Lichts überlagert sich mit dem Wellenberg des an der hinteren Schicht reflektierten Lichts, entsprechend trifft Wellental auf Wellental (konstruktive Interferenz). Die durch destruktive Interferenz ausgelöschte Farbe und teilweise auch ihre Nachbarfarben fehlen im reflektierten Licht, der Rest des Spektrums mischt sich zur Komplementärfarbe, die der Beobachter wahrnimmt. Betrachtet ihr das Seifenblasenfenster aus einem anderen Blickwinkel, ist der Gangunterschied durch den veränderten Lichtweg in der Seifenhaut entsprechend anders: Ein anderer Farbbereich wird ausgelöscht und eine andere Mischfarbe reflektiert – Ergebnis ist das schillernde Farbenspiel.
Wenn ihr etwas wartet, seht ihr, wie die Farben im oberen Teil teilweise verloren gehen. Dort ist das Wasser durch die Schwerkraft nach unten geflossen und die Seifenhaut noch dünner geworden. Tatsächlich platzt das Seifenblasenfenster meistens im oberen Bereich oder sobald die seitlichen Spannseile nicht mehr feucht genug sind.
Die besondere Rezeptur sorgt für die lange Lebensdauer der Seifenblasenhaut und ermöglicht es dem Besucher, behutsam in das Seifenblasenfenster zu pusten oder die Haut mit einem befeuchteten Finger zu berühren.