Iedereen kent wel die bevredigende ‘plop’ die je hoort als een bubbel knapt, maar wat is daarvan eigenlijk de oorzaak? Natuurkundige Adrien Bussonnière van de Sorbonne-universiteit in Parijs en zijn collega’s bestudeerden geluidsfragmenten van knappende bubbels om daar achter te komen. De crux van het verhaal blijkt een disbalans in de krachten die op de bubbel werken.
Geluid is eigenlijk een drukgolf. De lucht binnen in een bubbel staat onder hogere druk dan de lucht erbuiten. Dat komt doordat die wordt samengedrukt door het bubbeloppervlak – althans, totdat de bubbel knapt. ‘De krachten die het zeepvlies op de lucht uitoefent, zijn dan niet meer in balans’, zegt Bussonnière. En dat veroorzaakt een geluid.
Met een spuit bliezen de onderzoekers bubbels op totdat ze zo’n 1 centimeter in doorsnee waren. Vervolgens lieten ze de bubbels knappen – uit zichzelf of met behulp van een speldenprik. Door met fel licht op de bubbels te schijnen, verscheen een felgekleurd interferentiepatroon waarmee het team de dikte van het bubbeloppervlak kon bepalen.
Twee drukgolven
Bussonnière en zijn team ontdekten dat wanneer een bubbel knapt, het vlies dat het dichtst bij het eerste gaatje zit ietwat dikker wordt. Die verdikking beweegt daarna als een schokgolf door de rest van de bubbel. Het vlies dat zich achter de uitbreidende schokgolf bevindt, blijft dunner achter. Daar is de oppervlaktespanning lager, waardoor de lucht binnen in de bubbel uit kan zetten. De drukgolf die dit veroorzaakt, is geluidsbron één. Naarmate het vlies verder terugtrekt, wordt de lucht zelfs helemaal niet meer tegengehouden en ontsnapt naar buiten. Dit is geluidsbron twee.
De samenstelling van het zeepvlies bepaalt welke eigenschappen de schokgolf en de luchtdruk in de bubbel precies hebben. Luisteren naar een ‘plop’ is makkelijker dan het meten van een schokgolf. Daarom willen de onderzoekers de relatie tussen bubbel en plop nu omdraaien, en aan de hand van het geluid dat een bubbel maakt tijdens het knappen bepalen uit wat voor stofjes die bestaat.
