בתמונה מצולם אמן בועות שיצר בועת סבון גדולה על משטח ישר. ניתן למצוא בתמונה מספר תופעות פיסיקליות אותן אסביר בפירוט בהמשך כגון: החזרת האור מהבועה שגורמת לצבעוניות הבועה, היווצרות בבואות (דמויות) כמו דמות של מנורה בבועה (מכאן השם...), איך בועה מתקיימת ולמה צורתה בתמונה היא חצי כדור "מעוות", ושקיפות הבועה - העובדה שניתן לראות דרכה, אך לא לגמרי בבירור (למשל את האמן).  

בועה יכולה להתקיים מכיוון שלשכבת הפנים של המים יש מתח פנים שגורם לה להתנהג כיריעה אלסטית. למרות זאת, בועה המורכבת ממים בלבד איננה יציבה ולכן היא זקוקה לחומר כמו סבון כדי להתקיים. הסבון מוריד את מתח הפנים של המים. כאשר חלק בבועה נמתח ריכוז הסבון בו יורד, מה שגורם למתח הפנים לעלות. כך מחזק הסבון את החלקים החלשים ביותר של הבועה בכל זמן נתון ומונע מהם להימתח עוד ולגרום לפיצוץ הבועה.  

מבין כל הצורות - כדור היא הצורה בה עבור נפח נתון יתקבל שטח הפנים הקטן ביותר. מתח הפנים גורם לבועה לנסות לתפוס את שטח הפנים הנמוך ביותר ולכן צורת בועה היא כדור. בתמונה הבועה נמצאת על משטח ובמצב כזה, צורתה תהיה חצי כדור. בנוסף, צורת הבועה מושפעת ממספר סוגי אנרגיה (כמו אנרגיית תנועה או חום), למשל בתמונה שם רואים שהבועה שצורתה חצי כדור - לא לגמרי עגולה וקצת "מעוותת". גם כאשר צורת הכדור אינה מושלמת הבועה עדיין שואפת להיות עגולה ולכן ה"עיוות" הוא בד"כ זמני.  

כשהאור פוגע בקצה הבועה, חלקו מוחזר מהדופן החיצונית וחלקו נשבר דרכה ומוחזר רק בהגיעו אל הדופן הפנימית, משם הוא מוחזר לדופן החיצונית ונשבר ממנה בפעם השנייה. חלק מהאור נשבר דרך הדופן הפנימית ולכן נגרמת תופעת השקיפות. תהליך זה קורה פעמים – פעם אחת שהאור נכנס לבועה ופעם אחת שהוא יוצא. בכל פעם שהאור מתחלק לשני חלקים, עוצמת האור (כמות האנרגיה) בכל חלק קטנה יותר מהעוצמה המקורית. כשאור פוגע בבועה, הוא מתחלק לשני חלקים - ארבע פעמים עד שהוא יוצא מהצד השני ולכן כמות האור שעוברת דרך הבועה אל עדשת המצלמה (או לעין) היא יחסית קטנה, ובנוסף יחסית הרבה אור מגיע לעדשה ממקומות אחרים (למשל מההחזרות), ולכן קשה לראות בבירור דרך הבועה.

אם מקרינים על בועה אור לבן (המכיל את כל הצבעים), מספר צבעים שיוחזרו ממנה יבלטו ואחרים ייעלמו. הדבר יוצר מעין גוון צבעוני שמשתנה בהתאם לזווית שבה פוגעות קרני האור בבועה, ולעובי הבועה בכל נקודה על פני הבועה. בתרשים, ניתן לראות מצב בו הקרן המוחזרת מקרן אחת מתלכדת עם הקרן שנשברה, הוחזרה ונשברה שוב פעם מקרן שנייה. ההתלכדות של שתי הקרניים יכולה לגרום ליצירת גוון חדש או ל"ביטול" של שתי הקרניים - תופעה הנקראת עקיפה. העקיפה היא הגורם להופעת הצבעים השונים בבועה - בתמונה ניתן לראות את כל הספקטרום. 

הרחבה

את התופעה שצולמה אפשר להסביר, כפי שעשה זאת התלמיד, על ידי עיקרון התאבכות האור בקרומים דקים. בועת הסבון עשויה מקרום דק, כאשר חלק מן האור הפוגע במשטח העליון של שכבת השמן מוחזר וחלקו נשבר אל תוך הקרום. האור הנשבר אל תוך הקרום מוחזר בחלקו מן המשטח התחתון שלו. כתוצאה מכך נוצרים הפרשים במופעים בין האור המוחזר מהמשטח העליון של קרום הבועה לבין האור המוחזר מהמשטח התחתון שלה ומתקבלת התאבכות. לכל צבע מתאים אורך גל שונה. כאשר ההתאבכות בונה וישנו מקסימום, נראה צבע ואילו כאשר ההתאבכות תהיה הורסת נראה את קרום הבועה. השרטוט המצורף יכול לסייע בפירוט ההסבר:

הפרש המופע נוצר כתוצאה מההפרש בדרכים האופטיות (OPD) בין האור המוחזר מהמשטח העליון לאור המוחזר מהמשטח התחתון. בחישוב הפרש זה יש לקחת בחשבון גם את השינוי במהירות ההתקדמות של האור בשני התווכים, כפי שהוא מתבטא במקדם השבירה השונה שלהם:

כאשר:

הצבת ערכים אלו תוך שימוש בחוק סנל תתן:

בנוסף להפרש הדרכים האופטיות יש לקחת בחשבון את העובדה כי מאחר שמקדם השבירה של החומר ממנו עשוי קרום הבועה קטן מזה של האוויר אך גדול מזה של המים הרי שבהחזרה מהמשטח העליון יעבור האור הפוגע היפוך פאזה ואילו בהחזרה מהמשטח התחתון הפאזה לא תשתנה. לפיכך, התאבכות בונה מרבית תתרחש כאשר הפרש הדרכים האופטיות יהיה שווה לכפולה שלמה פחות מחצית מאורך הגל:

ואילו התנאי להתאבכות הורסת מרבית יהיה:

ומכאן שהתנאי להתאבכות בונה מרבית יהיה:

ואילו התנאי להתאבכות הורסת מרבית יהיה:

מאחר שלכל צבע מתאים אורך גל שונה, הרי שלפי משואה 2)) ההתאבכות הבונה המרבית לכל צבע תתקבל בזווית אחרת.

הבועה המופיעה בצילום היא בעלת צורה כדורית. היווצרות צורה זו מוסברת כך: התכדרות הבועה נובעת מכוחות משיכה בין מולקולות המים. מולקולה שנמצאת בתוך הבועה נמשכת באופן שווה לכל הכיוונים על ידי המולקולות שמקיפות אותה ואילו המולקולות על שפת הבועה נמשכות פנימה אל שכנותיהן - זהו המקור למתח פנים.

מתח פנים- הוא גודל פיזיקלי שנמדד ביח' כוח ליח' אורך, או ביח' של אנרגיה ליח' שטח. זאת אומרת שמתח הפנים מבטא את כמות האנרגיה הדרושה כדי להגדיל את שטח הפּנים ביחידת שטח אחת.

בגלל שהמבנה הכדורי הוא בעל שטח פנים נמוך לנפח נתון-ניתן להבין כי זהו גם המצב בעל אנרגיית הפנים הנמוכה ביותר.

הפיזיקאי הבריטי תומס יאנג ערך כמה ניסויים והגיע למשוואה האומרת שככל שמתח הפנים בין הנוזל לאוויר גבוה יותר כך יראה הנוזל מכודרר יותר (בהרטבה מועטה-הנוזל יתכדרר יותר מאשר בהרטבה רבה).

הסבר מלא של התופעה אפשר למצוא ב "תהודה"

עוד על מתח פנים

בכל נוזל כוחות בין מולקולאריים יגרמו למולקולות הנוזל להמשך זו לזו. כוחות אלה ידועים בשם "כוחות מלכדים" ( cohesive forces). בתוך הנוזל מולקולה מוקפת מכל הכיוונים במולקולות אחרות ולכן כוחות המשיכה מבטלים זה את זה והכוח השקול על מולקולה כזו הוא אפס. לעומת זאת, על מולקולה הנמצאת על פני המשטח המפריד בין הנוזל לבין תווך אחר, כמו אוויר למשל, פועלים כוחות המשיכה רק כלפי מולקולות הנוזל ולכן שקול הכוחות הפועלים עליה יהיה כלפי פנים הנוזל (ראו איור).

כתוצאה מכך מתנהגת השכבה החיצונית של הנוזל כמו קרום מתוח, בדומה להתנהגות של בלון מלא, הנוטה לצמצם את שטח הפנים שלו. שינוי במתח הפנים, בדומה לניפוח או התכווצות של בלון, משנה את האנרגיה האלסטית של פני הנוזל.

אפשר אם כן להגדיר את מתח הפנים על ידי תוספת האנרגיה (בג'אולים) הדרושה כדי להגדיל את שטח פני הנוזל ביחידה אחת (מטר רבוע).

תוצאת ההתנגשות בין טיפת נוזל הנופלת ופוגעת במשטח של נוזל תלויה במהירות הפגיעה ובמאפייני מתח הפנים של הטיפה ושל הנוזל. ההתנגשות של טיפת נוזל עם משטח של נוזל יכולה להסתיים בכך שהטיפה תצוף על פני הנוזל, תקפץ מפני הנוזל, תיטמע בפני הנוזל או תתנפץ על פניו.