透明なシャボン液から作った泡にも、赤や青の模様が現れる。色のもとは液に溶けた絵の具ではなく、薄い膜の表と裏で反射した光の重なりである。膜の厚さが変わると、強く反射される色も変わる。
二つの反射光が出会う
シャボン玉に光が当たると、一部は膜の外側の面で反射する。残りは膜に入り、その一部が内側の面で反射して戻ってくる。この二つの光は通った距離が違うため、波の山と谷の位置がずれる。
光の波が重なると、波長によって強め合ったり弱め合ったりする。白い光にはさまざまな波長が含まれているので、反射光の中で目立つ波長が変われば色が付いて見える。この現象が薄膜干渉である。
厚さと見る方向が色を変える
膜が厚い場所と薄い場所では、内部を往復する光の道のりが違う。さらに、斜めから見ると干渉の条件が変わる。同じ泡を少し動かすだけで色が入れ替わるのは、光と膜の幾何学的な関係が変化するためである。
泡の液体は重力や流れによって移動するので、膜の厚さも一様ではない。帯状の色や渦のような模様は、その厚さの分布を映している。色のついた液体が模様を描いて流れているように見えても、実際には透明な膜の厚さが変わっているのである。
薄くなると暗く見える理由
極めて薄い部分では、反射光が弱くなり、暗い背景の上で黒っぽく見えることがある。ここでは二つの道のりの差だけでなく、反射するときに波の位相が反転することが効く。膜の外側と内側では、その条件が異なる。
同じ干渉は、水面の薄い油膜や光学レンズのコーティングにも関係する。レンズでは膜の材料と厚さを調整し、不要な反射を抑える。シャボン玉の色は、目には見えないほど薄い層の違いを、光が見える模様へ変換したものなのである。
位相とは、波の周期の中の位置を表す量である。反射で生じる位相の変化と、膜の中を進むことで生じる変化を合わせて干渉を考える。
参考資料
参考資料確認日：2026年10月14日。