寒石
在《肥皂泡》一文里,冰心媽媽告訴冰心:“陰雨時(shí)節(jié)天氣潮濕,肥皂泡不容易破裂?!边@句話不僅交代了玩肥皂泡的最佳時(shí)間,還藏著科學(xué)道理呢。
肥皂泡的形成
肥皂泡是由肥皂水形成的球形空心薄膜。這層易破的膜是在液體的表面張力作用下形成的,它有類似于三明治的三層結(jié)構(gòu)——一層薄薄的水夾在內(nèi)外兩層肥皂分子中間。如果僅僅有水的話,并不能形成泡泡,因?yàn)樗肿又g過度黏合只會(huì)形成水滴。而肥皂將液體的表面張力減少到純水的1/3,增加了水分子之間的距離,降低了水分子之間相互吸引的能力,這樣就形成了泡泡。
肥皂泡大多是球形
如果一個(gè)肥皂泡在靜止的空氣中下沉,它會(huì)比雨滴更加接近球形。不論肥皂泡的初始形狀是什么,
它總是試圖變回球形,這是由數(shù)學(xué)規(guī)律決定的。因?yàn)樵谕润w積下,同柱體、錐體、多面體等其他幾何體比起來,球形具有最小的表面積,能讓表面的水分子以最緊密的方式排列,從而容納更多的空氣,讓肥皂泡內(nèi)部氣壓和外部氣壓達(dá)到平衡,使肥皂泡的狀態(tài)更穩(wěn)定,“壽命”更長久。
如果把一大一小兩個(gè)肥皂泡挨在一起,因?yàn)樾》试砼輧?nèi)部壓力更大,它們的公共膜會(huì)凸向大肥皂泡,交界面向大肥皂泡方向拱出。
而當(dāng)多個(gè)肥皂泡擠在一起時(shí),就會(huì)形成不規(guī)則的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。
肥皂泡為什么會(huì)破
在重力作用下,肥皂泡上端的液體不斷地往下移動(dòng),導(dǎo)致肥皂泡上端逐漸變薄,達(dá)到極限后就會(huì)破裂。相同質(zhì)量的肥皂泡,體積決定著肥皂泡膜的薄厚,體積越大,肥皂泡膜越薄,越容易破裂;體積越小,肥皂泡膜越厚,越不容易破裂。
讓肥皂泡
壽命更長久的方法
空氣的擾動(dòng),干燥的空氣(或其他干燥物體)的影響,都會(huì)加速肥皂泡的破裂。在沒有強(qiáng)光和直射光的情況下,空氣相對(duì)越濕潤,肥皂泡存在的時(shí)間就會(huì)越久一點(diǎn)。所以,吹泡泡的最佳時(shí)機(jī)和地點(diǎn),是陰雨天避風(fēng)的地方,此時(shí)空氣相對(duì)濕潤。
肥皂泡呈彩色的原因
肥皂泡膜本身是無色的,但可見光是由紅橙黃綠青藍(lán)紫七種單色組成的。肥皂泡膜很薄,大約只有幾微米厚,可見光在肥皂泡膜的正面和背面都會(huì)發(fā)生反射。有時(shí),從正面反射的紅光會(huì)和從背面反射的紅光相互抵消,在這個(gè)地方看到的就是失去了紅光的可見光,從而使得肥皂泡呈現(xiàn)出藍(lán)綠色。而在另一部分,某種色光得到了加強(qiáng),肥皂泡呈現(xiàn)出來的就是另一種顏色。這樣一來,整個(gè)肥皂泡就是五彩斑斕的了。