Benzin ve Motor Yağı Neden Su Birikintisinde Gökkuşağı Gibi Görünür?

yağmurdan sonra asfaltta küçük bir su birikintisine bakarsınız; üstünde morlu yeşilli, mavi sarılı bir leke parlar.

otopark köşelerinde, benzinlik önlerinde ya da sanayi sitelerinin ara sokaklarında sıkça gördüğümüz bir görüntüdür bu. insan ilk anda benzinin ya da yağın kendi rengi böyle sanır.

ama su birikintisindeki benzin/yağ lekesinin renkli görünmesi, yağın kendi renginin gökkuşağı olmasından kaynaklanmaz.

arabalardan sızan motor yağı ya da dökülen bir yakıt, kendi başına o morlu mavili renklerde durmaz. o renkler, yağın suya boya gibi karışıp etrafı renklendirmesinden de gelmez.

işin arkasında ışığın ince bir tabakayla karşılaşınca yaptığı şey vardır.

motor yağı, benzin ya da benzeri petrol türevleri suyla tam karışmaz. bunun yerine suyun yüzeyinde çok ince bir tabaka halinde yayılabilir. bu tabaka bazen gözle seçilemeyecek kadar incedir ama ışık için yeterince anlamlıdır.

ışık bu ince yağ tabakasına geldiğinde iki farklı yerden yansıyabilir.

bir kısmı tabakanın üst yüzeyinden geri döner. bir kısmı ise yağ tabakasının içine girer, biraz yol alır ve alttaki yağ-su sınırından yansıyarak tekrar yukarı çıkar.

sonuçta gözümüze, aynı kaynaktan gelen ama çok az farklı yol kat etmiş iki ışık dalgası ulaşır.

ışık dalga gibi davrandığı için bu iki yansıma bazen birbirini güçlendirir, bazen zayıflatır. bazı renkler daha belirgin hale gelirken bazıları geri planda kalır.

bu olaya ince film girişimi denir.

renklerin leke üzerinde yer yer değişmesinin sebebi de yağ tabakasının her yerde aynı kalınlıkta olmamasıdır. bazı bölgeler biraz daha kalın, bazı bölgeler daha incedir. tabakanın kalınlığı ve bakış açısı değiştikçe güçlenen renk de değişir.

bu yüzden aynı lekenin bir köşesi maviye, başka bir yeri sarıya, başka bir kısmı mora çalabilir.

su yüzeyindeki o haritamsı, akışkan görüntü de buradan gelir. ortada suya karışmış gökkuşağı renkli bir boya yoktur; sadece ışığın çok ince bir yağ tabakasından farklı şekillerde geri dönmesi vardır.

aynı fizik sabun köpüğünde de görülür.

sabun köpüğünün yüzeyindeki renkli parlamalar da çok ince bir film üzerinden yansıyan ışığın girişimiyle ilgilidir. su birikintisindeki yağ lekesi de benzer bir optik etkiyi daha kirli ve daha gündelik bir yerde gösterir.

tabii burada görüntünün güzel olması, durumun güzel olduğu anlamına gelmez.

yerdeki o renkli parıltı çoğu zaman suyun üstünde istenmeyen bir yağ, yakıt ya da kir tabakası bulunduğunu gösterir. yani görsel olarak ilginçtir ama çevre açısından romantize edilecek bir şey değildir.

kısacası yerde gördüğünüz küçük gökkuşağı, benzinin ya da yağın kendi rengi değildir.

ince bir yağ tabakasının ışığı farklı renklerde geri çevirmesidir. asfalttaki o renkli leke, kirli bir su birikintisinin ışıkla yaptığı küçük bir optik numaradır.

kaynaklar:

* slac - shining new light on oil-slick rainbows and other thin-layer physics, https://www6.slac.stanford.edu/…-thin-layer-physics
* hyperphysics - thin film interference, http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/…thinfilm.html
* physics libretexts - thin film interference, https://phys.libretexts.org/…thin_film_interference
* university of illinois physics van - why oil films on water are colorful, https://van.physics.illinois.edu/ask/listing/1813