jueves, 16 de julio de 2009

¿Por qué las pompas de jabón son iridiscentes?¿ Y por qué son como Júpiter?


El color iridiscente de las pompas de jabón son efecto de la interferencia entre las ondas de luz. Cuando la luz incide en la película, parte de ella es reflejada por la parte exterior de la superficie mientras que otra parte entra dentro de la película y resurge tras ser reflejada varias veces por las dos superficies. La reflexión total que se observa está determinada por la interferencia de todas estas reflexiones. Como cada vez que se atraviesa la película se produce un desfase proporcional al grosor de la película e inversamente proporcional a la longitud de onda, el resultado de la interferencia depende de estas dos cantidades. Por tanto, para un grosor dado, la interferencia será constructiva para algunas longitudes de onda y destructiva para otras, de manera que la luz blanca que incide en la película es reflejada con una tonalidad que cambia con el grosor.
Se puede observar un cambio de color cuando la pompa se hace más fina por evaporación. Las paredes más gruesas cancelan longitudes de onda rojas (más largas), causando una reflexión azul-verde. Luego, las paredes más finas cancelan el amarillo (dejando luz azul), luego el verde (dejando magenta) y luego el azul (dejando el amarillo). Finalmente, cuando la pared de la pompa se hace mucho más fina que la longitud de onda de la luz visible, todas las ondas de la región visible se cancelan unas a otras y no se percibe ninguna reflexión. Cuando se observa este estado, la pared es más fina que unos 25 nanómetros, y probablemente está a punto de estallar.
Los efectos de interferencia también dependen del ángulo en el que la luz incide sobre la película, un efecto llamado iridiscencia. Por tanto, aunque la pared de la pompa tuviera un grosor uniforme, se seguirían viendo variaciones de color debido a la curvatura y/o al movimiento. Sin embargo, el grosor de la pared cambia continuamente porque la gravedad atrae al líquido hacia la parte baja, de manera que normalmente también se pueden observar bandas de color que se mueven hacia abajo.
( Fuente: Wikipedia)
Tal como refleja el video que les presentamos, se ha descubierto que el flujo de una pompa de jabón sigue los mismos patrones de comportamiento que los huracanes o las grandes tormentas, como la Gran Mancha Roja del planeta Júpiter. El fí­sico Hamid Kellay, de la Universidad de Bordeaux 1 en Francia, ha desarrollado una técnica sencilla y práctica para el estudio a pequeña escala de estos inquietantes fenómenos meteorológicos.
Desde hace algún tiempo, los cientí­ficos han recurrido al uso de capas de agua jabonosa para modelar atmósferas planetarias, debido a que ambos sistemas son muy delgados en comparación con su entorno y se comportan como si fueran bidimensionales. Sin embargo, a diferencia de lo que sucede en la Naturaleza, el movimiento turbulento sobre una capa de agua jabonosa suele derivar en la formación de pares de vórtices, como si fuesen dos huracanes rotando en direcciones opuestas.
Para simular con mayor fidelidad el efecto de los vórtices sobre las superficies planetarias, Hamid Kellay y su equipo fueron un paso más allá. En lugar de experimentar con una delgada lámina de agua jabonosa, optaron por soplar a través de una pipeta especial para crear pompas de jabón semiesféricas. Esta presentación tridimensional resultó sumamente efectiva para observar el comportamiento de los fluidos sobre su superficie.
La burbuja creada por este procedimiento es calentada desde abajo, causando que la solución jabonosa ascienda y se mantenga en movimiento. El equipo de experimentadores filmaron varias docenas de estas “tormentas de jabón”, como la que se observa en el video, para luego seguir de cerca sus desplazamientos mediante registros digitalizados.
Tal como sucede en el mundo real, se formaron vórtices individuales, con el mismo aspecto de un huracán. Kellay sugiere que los experimentos con superficies planas fallaron debido a que los bordes del recipiente que contiene al agua jabonosa interrumpen el flujo turbulento y producen “rebotes”, lo que no ocurre en un entorno tridimensional.
Aunque este modelo no puede replicar con exactitud las trayectorias directas que mueven a los huracanes -debido a la presencia del efecto Coriolis producido por la rotación de la Tierra, entre otros factores- se pudo comprobar que los desví­os aleatorios de muchos huracanes, que traen enormes dolores de cabeza para los meteorólogos, comparten las mismas propiedades estadí­sticas que las mini-tormentas en las pompas de jabón.
No se pierdan un precioso video en You Tube , que demuestra que lo que pasa en la superficie de la burbuja es lo mismo que pasa con los huracanes de aqui...y de Júpiter
http://www.youtube.com/watch?v=Y43S8im8oZA&feature=player_embedded

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