「反シャボン玉」の実験

小波秀雄


こんなことがあるのです

面白い話を聞きました。 水の中に「あべこべのシャボン玉」が作れるというのです。 さっそく実験してみました。

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上の写真を見てください。これは水中に沈んでいる「シャボン玉」です。 中に空気がつまった気泡ではありません。
その証拠には,泡の表面が光の干渉で色づいています。下の写真だともっとよくわかります。

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まるで本物のシャボン玉のように,きれいに色づいて光っています。これは二つの反射層が非常に薄
い間隔を隔てて平行に位置しているときに起きる光学現象です。ただの気泡ではこんなことは起こり
ません。だいたい,気泡だったら,そもそも水の中に沈んでいたりするはずがありません。
そう,これは水の中にできた球形の薄い空気の膜が作る「あべこべシャボン玉」あるいは
「反シャボン玉」なのです。英語では Antibubble といいます。というか,英語の方
が先にあって,ここで書いているのは私がとりあえず作った訳語です。

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上にはいくつかの「泡」が見えます。しかし「反シャボン玉」が水面のすぐ下に浮いている
場合には水面はほとんど平らで,しかも平行な空気層もほとんど光を屈折させないために,
容器の底がゆがまないままで見えています。「本物の泡」のほうは,水面が盛り上がるために,周囲に見える底の
像がゆがんでいます。


どうやって作る?

この「反シャボン玉」はどうやって作るのでしょうか。道具立てはそんなに難しいことはありません。用
意する道具は大き目の水の容器(ここではステンレスのボウル)と,水を細くゆっくりと注ぐことの
できる水差しのような道具,それと水道の蛇口,台所用洗剤。これで全部です。

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まずこんなふうにして,容器に水があふれるまで蛇口から注ぎます。水が細く連続した流れになるよ
うにして,端のほうにきれいに注ぎます。
水面に汚れがないことは実験成功の大事な条件ですから,実験の途中でもときどきこのようにして
水面を清浄に保つようにしてください。
水をあふれさせたら,洗剤を少量だけ(2,3 mL) 加えて,泡を立てないようにかき混ぜて溶かします。
その水の一部を水差しに移します。ボウルのほうにはまた蛇口から水を入れてあふれさせます。
これで準備は終わりです。

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水差しから水を注ぎます。高さ 2 cm ほどの低いところから,きれいな流れを作るように注ぎ込み
ます。気持ちとしては「一気に,しかしきれいに」という感じです。このコツさえつかめば簡単です。
あとは動画を見てください。

「反シャボン玉」作りの動画


こんなことで遊んでいると,面白くてついつい我を忘れてしまいます。 「なんてお前はヒマなやつなんだ!」という声も聞こえてきそうです。慣れてますから なんとも思いませんが。

しかし,この現象については,海外ではすでに科学的に非常に興味深い追及の対 象になっているようです。 それは次のようなことを考えただけでも理解できます。


リンク


謝辞: この件に関する最初の情報,およびリンクの一部は理科教育MLのかもめ@田辺さんに 教えていただきました。記して感謝の意を表します。