साबुन का झाग हमेशा सफेद ही क्यों होता है? बुलबुलों के पीछे का आश्चर्यजनक विज्ञान |

पहली नज़र में, साबुन का झाग काफी सरल प्रतीत होता है: यह हल्का, हवादार और अक्सर सफेद होता है। हालाँकि, पर्दे के पीछे बहुत कुछ चल रहा है, जिसमें कई छोटे बुलबुले और बड़ी मात्रा में भौतिकी और प्रकाश है। यदि आपने कभी देखा है कि साबुन का घोल झागदार होने तक काफी साफ दिखाई देता है, जिसके बाद यह अपारदर्शी और सफेद हो जाता है, तो आप अकेले नहीं हैं। यह एक ऐसी घटना है जो कई सालों से वैज्ञानिकों को हैरान कर रही है। हालाँकि, यह बिल्कुल भी रंग से संबंधित नहीं है, बल्कि जिस तरह से प्रकाश कई सतहों के साथ संपर्क करता है। साबुन के झाग के सफेद रंग के पीछे के कारण को समझकर हम कई अन्य अवधारणाओं की गहरी समझ हासिल कर सकते हैं।

क्या साबुन के झाग को सफेद बनाता है: प्रकाश प्रकीर्णन का विज्ञान

साबुन के सफेद झाग का रंग उसके प्रकाश बिखेरने के तरीके के कारण होता है। जब प्रकाश किसी वस्तु से टकराता है तो वह निम्नलिखित तरीकों से बिखरता है: इसे अवशोषित किया जा सकता है, इसे जिस दिशा में आया था उसी दिशा में वापस भेजा जा सकता है, या यह सभी दिशाओं में बिखर सकता है। लेकिन साबुन के झाग के मामले में, ऐसा नहीं है कि प्रकाश केवल एक ही दिशा से गुजर रहा है या उछल रहा है। यह ऐसा है जैसे कि साबुन का झाग प्रकाश को सभी दिशाओं में, बल्कि कई गुना अधिक फैला रहा हो।अमेरिकन फिजिकल सोसाइटी के अनुसार, जब प्रकाश कई बार सभी दिशाओं में उछलता है, तो सभी रंग मिश्रित हो जाते हैं और वह सफेद हो जाता है। जैसा कि भौतिकविदों ने कहा है, जब प्रकाश स्पेक्ट्रम में सभी दिशाओं में बिखरता है, तभी वह आंखों को सफेद दिखाई देता है। यही कारण है कि बादल और दूध सफेद दिखाई देते हैं, भले ही वे वास्तव में रंगीन न हों।

साबुन का घोल साफ़ क्यों होता है, लेकिन झाग सफ़ेद हो जाता है?

सबसे दिलचस्प अंतरों में से एक जो हम देखते हैं वह दोनों अवस्थाओं के बीच का अंतर है: तरल साबुन का, जब यह आपके हाथ में या साबुन की बोतल में होता है, और फोम का, जब यह हिल जाता है और हवा के संपर्क में आता है, जैसा कि तब होता है जब आप अपने हाथ धोते हैं। साबुन का घोल, जब आपके हाथ में या साबुन की बोतल में होता है, काफी पारदर्शी होता है, जिसका अर्थ है कि प्रकाश किरणें बिना ज्यादा बिखराव के आसानी से इसमें से गुजर सकती हैं। हालाँकि, जब घोल हवा के संपर्क में आता है, जैसा कि आप अपने हाथ धोते समय करते हैं, तो यह झाग बनाता है, और इससे सब कुछ बदल जाता है:

यह झाग ही है जो साबुन को सफेद दिखाता है, और यह सब प्रकाश किरणों के अपवर्तन और परावर्तन के कारण होता है जब वे विभिन्न सतहों से टकराते हैं। जर्नल ऑफ़ कोलाइड एंड इंटरफ़ेस साइंस में प्रकाशित एक लेख के अनुसार, फोम में “तरल फिल्मों द्वारा अलग किए गए गैस बुलबुले की एक जटिल व्यवस्था होती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रकाश का प्रकीर्णन बढ़ जाता है।” सीधे शब्दों में कहें तो, साबुन का घोल जब झाग के रूप में होता है, तो सफेद दिखाई देता है क्योंकि प्रकाश की किरणें आपकी आंखों तक पहुंचने से पहले ही झाग में फंस जाती हैं।

फोम के रंग में बुलबुले के आकार की भूमिका

सभी फोम बिल्कुल एक जैसे नहीं दिखते। कभी-कभी यह चमकदार सफेद दिखाई देता है, जबकि अन्य बार यह थोड़ा भूरा या यहां तक ​​कि इंद्रधनुषी भी दिख सकता है। यह भिन्नता काफी हद तक बुलबुले के आकार पर निर्भर करती है।

यह व्यवहार माई स्कैटरिंग से संबंधित है, जो यह अवधारणा है कि विभिन्न आकार के कण अद्वितीय तरीकों से प्रकाश के साथ बातचीत करते हैं। यह दिखाया गया है कि जैसे-जैसे बुलबुले का आकार दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के करीब पहुंचता है, बिखरने की दर तेजी से बढ़ जाती है। बिखरने की इस बढ़ी हुई दर के कारण गाढ़ा झाग इतना चमकीले रंग का दिखाई देता है। सेंट विश्वविद्यालय में ऑप्टिकल भौतिकी पर किए गए कार्य में। एंड्रयूज के अनुसार, यह देखा गया है कि “इंटरफ़ेस की संख्या के साथ बिखरी हुई रोशनी की तीव्रता और एकरूपता बढ़ जाती है,” इस प्रकार यह समझाता है कि मोटा फोम पतले फोम की तुलना में अधिक सफेद क्यों दिखता है।

कुछ बुलबुले इंद्रधनुषी रंग क्यों दिखाते हैं?

यदि आपने कभी किसी एक बुलबुले को ध्यान से देखा है, विशेषकर साबुन के बुलबुले को, तो आप देखेंगे कि इसमें इंद्रधनुष के घुमावदार रंग हैं। यह पहली नजर में ऐसा लग सकता है कि यह इस विचार से सहमत नहीं है कि बुलबुला स्वयं सफेद है, लेकिन यह है।एक बुलबुला कई बुलबुलों के झाग से भिन्न होता है; हालाँकि, चूंकि फिल्म बहुत पतली है, जिससे पतली फिल्म हस्तक्षेप के रूप में जाना जाता है। यह तब होता है जब प्रकाश फिल्म के अंदर और बाहर से टकराता है, जुड़ता है और मिश्रित होता है।हालाँकि, फोम के साथ ऐसा नहीं है, क्योंकि प्रकाश लगातार बिखरता रहता है, जिससे हस्तक्षेप प्रभाव उत्पन्न नहीं होता है, यही कारण है कि फोम समान नहीं होता है, रंग दिखाई नहीं देते हैं, जिससे फोम सफेद दिखाई देता है।जैसा कि कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में रॉयल सोसाइटी ऑफ केमिस्ट्री का कहना है, हस्तक्षेप रंग केवल तब दिखाए जाते हैं जब फिल्में अलग हो जाती हैं, जो फोम के मामले में नहीं है।

हर रोज एक ही घटना के उदाहरण

साबुन का झाग ही एकमात्र ऐसी चीज़ नहीं है जो प्रकाश के बिखरने के कारण सफ़ेद दिखाई देती है। कई रोजमर्रा की सामग्रियां समान व्यवहार करती हैं:

ये सभी उदाहरण एक ही सिद्धांत पर आधारित हैं: छोटी संरचनाएँ झुकती हैं और जटिल तरीकों से प्रकाश के साथ मिश्रित होती हैं। यह विसरित परावर्तन का पाठ्यपुस्तक उदाहरण है, जहां प्रकाश एक के बजाय कई अलग-अलग दिशाओं में बिखरा हुआ है।

यह जिज्ञासा से परे क्यों मायने रखता है?

यह समझना कि साबुन का झाग सफेद क्यों होता है, केवल एक मजेदार तथ्य नहीं है – इसमें वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोग भी हैं। वैज्ञानिक और इंजीनियर उद्योगों में फोम व्यवहार का अध्ययन करते हैं जैसे:

जिस तरह से प्रकाश फोम के साथ संपर्क करता है उसकी जांच करके, वैज्ञानिक उत्पाद के डिजाइन में भी सुधार कर सकते हैं और प्रकृति के बारे में और भी जान सकते हैं। कोलाइड विज्ञान यह भी बताता है कि फोम के महत्व को उत्पादों के व्यावहारिक उपयोग से परे देखा जा सकता है, क्योंकि उन्हें जटिल इंटरफेस का अध्ययन करने के तरीकों में से एक माना जाता है और जिस तरह से प्रकाश उनके साथ बातचीत करता है।

एक सरल आश्चर्य समझाया गया

जो एक सामान्य, सामान्य दृश्य, सफेद साबुन का झाग प्रतीत होता है, वह वास्तव में क्रियाशील भौतिकी का एक प्रभावशाली उदाहरण है। यह रंग नहीं हैं जो महत्वपूर्ण हैं, बल्कि संरचना, प्रकाश और उनके संयोजन का तरीका महत्वपूर्ण है।तो अगली बार जब आप अपने हाथ धोएं या सतह पर साबुन के बुलबुले उठते देखें, तो याद रखें कि सभी जटिलताओं में, कुछ सरल, सार्वभौमिक और सफेद है।