Тайны мыльных пузырей

Опубликовано 24 июня14:15
Метки:

«Мыльный пузырь, пожалуй, самое восхитительное и самое изысканное явление природы». Марк Твен.

 

Длина самого большого пузыря 4,5 метра


 

Что такое мыльный пузырь?

Мыльный пузырь — тонкая пленка мыльной воды, которая формирует шар с переливчатой поверхностью.

Пленка пузыря состоит из тонкого слоя воды, заключенного между двумя слоями молекул поверхностно активного вещества, чаще всего мыла.


 

Строение молекул-русалок


 

Прямыми измерениями было установлено, что поверхностное натяжение воды понижается в два с половиной раза при добавлении мыла:
от 7*10-2 до 3*10-2 Дж/м2


 

 

Теория разрушения мыльного пузыря

Вследствие большого поверхностного натяжения утончившееся место пленки потянет в свою сторону жидкость из других, более толстых частей. Этим будет вновь достигнута одинаковая толщина пленки на всем протяжении, и опасность разрыва пленки исчезнет.

 

Почему мыльный пузырь имеет форму сферы?

Коэффициент поверхностного натяжения σ может быть определен как модуль силы поверхностного натяжения, действующей на единицу длины линии, ограничивающей поверхность σ = Fн/2L.

Условие равновесия для мыльных пузырей

Избыточное давление внутри мыльного пузыря в два раза больше, чем у сферической капли, так как пленка имеет две поверхности: Δp = 4σ /R.

Условие равновесия сил поверхностного натяжения и сил избыточного давления для мыльных пузырей: σ4πR = ΔpπR2 .


Сечение сферической капли

 

Силы натяжения мыльного пузыря формируют сферу потому, что сфера имеет наименьшую площадь поверхности при данном объеме.

С поверхностью жидкости связана свободная энергия Е =σ  S ,

где σ — коэффициент поверхностного натяжения, S — полная площадь поверхности жидкости.

Так как свободная энергия изолированной системы стремится к минимуму, то жидкость (в отсутствие внешних полей) стремится принять форму, имеющую минимальную площадь поверхности.

Теорема двойного пузыря:

Два объединенных пузыря имеют минимальную площадь поверхности при заданном объединенном объеме.


Сферическая форма существенно искажается потоками воздуха и самим процессом надувания пузыря.


«Ценнейшее открытие доктора Юнга, которому суждено навеки обессмертить его имя, было ему внушено предметом, казалось бы, весьма ничтожным: теми самыми яркими и лёгкими пузырями мыльной пены, которые, едва вырвавшись из трубочки, становятся игрушкой самых незаметных движений воздуха».


Т. Юнг

Интерференция в тонких плёнках.


Интерференцией световых волн
называется сложение двух когерентных волн, вследствие которого наблюдается усиление или ослабление результирующих световых колебаний в различных точках пространства.

Когерентные волны – волны, имеющие одинаковую частоту и постоянную во времени разность фаз.


Условие максимума: если разность хода двух волн, возбуждающих колебания в этой точке, равна целому числу длин волн

Δd = k λ , k =0,1,2,3,… — волны усилят друг друга,

Δd – разность хода лучей


Условие минимума: если разность хода двух волн, возбуждающих колебания в этой точке, равна нечётному числу полуволн

Δd =(2k+1) λ/2 , k =0,1,2,3,… -волны погасят друг друга.


Почему же одни мыльные пузыри имеют радужную окраску, а другие – нет?

Сначала плёнка бесцветная, так как имеет приблизительно равную толщину. Затем раствор постепенно стекает вниз. Из-за разной толщины нижней утолщённой и верхней утончённой плёнки появляется радужная окраска.


Толщина плёнки мыльного пузыря

Чтобы разрез стенки мыльного пузыря усматривался в виде тонкой линии необходимо увеличение в 40 000 раз, при таком же увеличении волос будет иметь толщину свыше 2 м.

Вверху – игольное ушко, человеческий волос, бацилла и паутинная нить, увеличенные в 200 раз. Внизу – бациллы и толщина мыльной пленки, увеличенные в 40000 раз. 1 μ=0,0001 см.

Свойства мыльных пузырей на морозе.


Пузырь при медленном охлаждении переохлаждается и замерзает примерно при –7°C. Пленка оказывается не хрупкой, какой, казалось бы, должна быть тонкая корочка льда. Она обнаруживает пластичность. Пластичность пленки оказывается следствием малости ее толщины.


Количество просмотров: 9 189
Пожалуйста оцените эту статью
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars6 Stars7 Stars8 Stars9 Stars10 Stars (88 votes, average: 9,70 out of 10)
Загрузка...





  • Атемий 30 июня 2012 в 17:47

    Больше все го интересно их зимой надувать)))

  • Мила 30 июня 2012 в 17:47

    Но ведь можно же как-то сохранить пузырь ! Помню в одной книжке в детстве читала, что если обвязать пузыри паутиной. то они не лопнут и если найти способ сделать эту паутину достаточно крепкой, то на них можно даже летать, как на воздушном шаре.

  • lera 30 июня 2012 в 17:40

    Как говорил наш профессор в универе з с точки зрения физики такого быть не может.
    Однако мыльные пузыри реально существуют и радуют детей и взрослых.
    Недавно в парке видела потрясающую картину — с тысячам разных пузырей. это незабываемо.

  • Владислав 30 июня 2012 в 17:37

    Очень позновательная статья! Благодаря этой статье, я узнал еще больше полезной информации об мыльных пузырях, жду таких же интересных и позновательных статей! Спасибо.

  • Юрий Огогоев 30 июня 2012 в 17:36

    Очень познавательная статья! Вот так с ребенком играешь, надуваешь мыльные пузыри, а они вон какие! Всю физику можно повторить только узнав как и почему «рождаются» мыльные пузыри. Очень поразил пузырек на 1-м фото 🙂

  • Сюзанна Александровна 30 июня 2012 в 17:35

    Интересная статья! Спасибо большое! Вспомнила детство)))

  • Борис 30 июня 2012 в 17:33

    Никогда не видел пузыри замерзшие,надо будет поэксперементировать зимой и вместо снежков использовать =))

  • Стас 30 июня 2012 в 17:30

    Очень интересный и полезный материал. Интересно узнать о том, что нас окружает)

  • Михаил Алексеевич 30 июня 2012 в 17:30

    Помню , как еще в детстве любили надувать и пускать мыльные пузыри. В статье хорошо написано про физику пузырей, было интересно посмотреть какой максимальный диаметр мыльного пузыря можно надуть. Скоро с дочкой обязательно попробую надуть что-то подобное

  • Валя 30 июня 2012 в 17:30

    Спасибо за замечательный летний яркий пост! Я очень любила в детстве пускать мыльные пузыри. Мы их делали по всем правилам, это было очень увлекательно и весело. И сейчас бы с удовольствием занялась таким веселым занятием:))

  • Иван 29 июня 2012 в 17:54

    Читатели)) спасибо всем что вы оставляете свой голос))отдельное спасибо кто и оставляет комментарии)

  • Пупсик 29 июня 2012 в 17:51

    Автору огрмное спасибооо ) за позновательную статью) сразу вспоминается детство )) лучшие годы))

  • Юра 28 июня 2012 в 21:11

    напоминает детство… 🙂 очень поленая статья…

  • kristine89 28 июня 2012 в 16:36

    так все красиво,надо всем знать о пузырьках,завораживает и удивляет

  • Greg 28 июня 2012 в 15:46

    Здорово) вспомнил детство как я в свое сремя пускал пузыри а еще и узнал научные подробности))) спс 😀

  • Алексей 28 июня 2012 в 11:08

    Замечательная статья, доступно описан химический состав мыльного пузыря и его свойств. Думаю это будет интересно многим.

  • Даня 28 июня 2012 в 8:37

    Статья великолепна. Она не только познавательна, но и наполнена яркими схемами и фотографиями. С нетерпением жду новых работ автора и желаю ему и дальше радовать нас такими замечательными статьями.

  • agan51 28 июня 2012 в 8:31

    ММММММММММММ,так запахло детством.Прекрасная статья,спасибо автору.

  • tyson 28 июня 2012 в 8:27

    Маленький помню был, самая лучшая забава была. Вот блин прикольно что взрослым тоже пузырики нравятся)))

  • Надежда Шкель 27 июня 2012 в 13:17

    я так давно хотела узнать, что такое с химической точки зрения мыльный пузырь! Спасибо огромное!!!! Очень интересно и содержательно… Дождусь зимы и обязательно проведу опыт с пузырями на морозе))))

  • Алексей Цыбатюк 27 июня 2012 в 13:12

    Очень красивые и необычные пузыри! Всегда любил их пускать)))

  • Евгений Васильевич 27 июня 2012 в 12:06

    интересное действие))) всё детство прошло с этими пузырями… Это незабываемо

    • Степан 29 июня 2012 в 17:23

      Дааа.. это так !)
      все детство))) даже сейчас мои дети балуютс)) парой и сам))хаах