«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.
24 комментария к записи “Тайны мыльных пузырей”
Больше все го интересно их зимой надувать)))
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.
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.
Очень позновательная статья! Благодаря этой статье, я узнал еще больше полезной информации об мыльных пузырях, жду таких же интересных и позновательных статей! Спасибо.
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 🙂
Интересная статья! Спасибо большое! Вспомнила детство)))
Никогда не видел пузыри замерзшие,надо будет поэксперементировать зимой и вместо снежков использовать =))
Очень интересный и полезный материал. Интересно узнать о том, что нас окружает)
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
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:))
Читатели)) спасибо всем что вы оставляете свой голос))отдельное спасибо кто и оставляет комментарии)
Автору огрмное спасибооо ) за позновательную статью) сразу вспоминается детство )) лучшие годы))
напоминает детство… 🙂 очень поленая статья…
так все красиво,надо всем знать о пузырьках,завораживает и удивляет
Здорово) вспомнил детство как я в свое сремя пускал пузыри а еще и узнал научные подробности))) спс 😀
Замечательная статья, доступно описан химический состав мыльного пузыря и его свойств. Думаю это будет интересно многим.
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.
ММММММММММММ,так запахло детством.Прекрасная статья,спасибо автору.
Маленький помню был, самая лучшая забава была. Вот блин прикольно что взрослым тоже пузырики нравятся)))
Да … так хочется вернуть те годы))
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))))
Очень красивые и необычные пузыри! Всегда любил их пускать)))
интересное действие))) всё детство прошло с этими пузырями… Это незабываемо
Дааа.. это так !)
все детство))) даже сейчас мои дети балуютс)) парой и сам))хаах
Комментирование отключено.