首页 > 冷门知识 > 关键词:冷门知识  日期:2022-02-10 10:20:10

肥皂泡中的奥秘,如何制作吹肥皂泡的水呢

很多人认为,吹肥皂泡还不简单吗?其实,这并不像你想的那么简单。吹肥皂泡可能确实没有什么技巧,但是要想把肥皂泡吹得又大又好看,就不那么简单了,这需要一个熟能生巧的过程。

虽然说了这么多,有人依然觉得,吹肥皂泡太微不足道了,这有什么意义吗?

达尔文(1809—1882),英国生物学家,生物进化论的奠基人。代表作有《物种起源》《小贝格尔号科学考察记》等。

的确,有的学生并不喜欢做这件事,所以这个话题并不能帮助我们拉近彼此的距离。但是,对于物理学家来说,他们的看法却不一样。

达尔文曾经说过这么一段话:“吹肥皂泡,观察肥皂泡。我们可以穷尽一生来研究这一问题。通过它,我们可以不断领悟新的物理知识。”

事实的确如此。通过肥皂泡表面奇妙的色彩,可以帮助我们测量出光波的长度;通过研究薄膜的表面张力,可以帮助我们研究微粒之间的相互作用力。正是由于有了这些把微粒连在一起的相互作用力,才使得这个世界上除了灰尘,不再有其他的物质存在。

下面,我们来做一个实验,当然了,这个实验的目的不是解决什么严肃的物理问题。但是,通过这个实验,我们会更好地了解吹肥皂泡这一艺术。下面,我们就从中选取几个简单的实验介绍一下。

 

如何制作吹肥皂泡的水呢?

其实,就用普通的黄色洗衣皂来制作就可以。不过,这些合成皂制成的肥皂水虽然也可以吹出肥皂泡,但相对来说,不如纯的橄榄皂或者杏仁皂吹泡的效果好。用橄榄皂或者杏仁皂制成的肥皂水,可以吹出又大又好看的泡泡。具体制作方法是:

把肥皂小心地放入干净的凉水中,让它慢慢溶解,直到肥皂水的浓度足够浓。其实,最好的水是雨水或者雪水,这类水更容易溶解肥皂。如果没有雨水或者雪水,我们可以用煮开的或者冰冻过的水来代替。

柏拉图(约公元前427—公元前347),古希腊伟大的哲学家、思想家。代表作有《理想国》。

柏拉图也做过肥皂泡的实验。他发现,如果事先在肥皂水中加入一些甘油,与肥皂水的比例是1∶3,肥皂泡就会支撑得更久一些。

制作好肥皂水后,用勺子轻轻把它表面的薄膜和泡沫撇出去。然后,把一根细长的陶管放到肥皂水溶液里,需要注意的是,陶管内外要提前抹一些肥皂水。我们还可以用稻草秆来代替陶管。稻草秆的长度只需要10厘米,而且底部要剪成十字形。

具体的吹肥皂泡方法是:

把陶管垂直插到肥皂水里。这样,管子周围便形成了一圈薄膜。这时,我们小心地往管里吹气。从我们肺部吹出的温暖空气就会跑到肥皂泡里去。这些肥皂泡比周围的空气轻一些,于是,它们就会向上拱起。

如果我们能吹出直径10厘米的泡泡,说明肥皂水制作得刚刚好,如果吹不出来,说明我们需要继续往溶液里加肥皂,直到可以吹出这样的肥皂泡为止,如果你照着这个方法配制,是很容易成功的。

吹起肥皂泡后,把我们的手指浸入肥皂水蘸湿,然后用手指戳肥皂泡,看能不能戳破。如果没有戳破,我们就可以进行下面的实验了;如果肥皂泡被戳破了,就再加一些肥皂到肥皂水中。

需要说明的是:在做实验的时候,动作一定要小心缓慢,而且要保证光线充足明亮。否则,我们就可能看不到彩虹的颜色了。

下面,我们就来看几个实验。

图 肥皂泡小实验

实验一:罩着小花的肥皂泡。找一个盘子或者托盘,在上面倒一点儿肥皂水。肥皂水要能覆盖整个盘底,而且高度要达到2~3毫米。这时,我们在盘子中央放一朵小花,再找一个漏斗,如图(A)所示,把小花罩起来。然后,我们慢慢把漏斗拿起一边,并用吸管对着漏嘴吹气。你会看到,一个肥皂泡被吹了出来。等肥皂泡足够大时,把漏斗倾斜,并慢慢与肥皂泡分开,如图(B)所示。这时,小花就会被一个圆形的透明肥皂泡罩住,在它的表面,我们还可以看到彩虹的颜色。

实验二:一个套一个的肥皂泡。如图(C)所示,用上面实验中的漏斗吹一个大的肥皂泡。然后,把吸管完全插到放肥皂水的杯子里,尽量插得深一些。接着,把吸管从肥皂水中慢慢拿出来,穿过大肥皂泡的薄膜,插入托盘中肥皂水的中央,接着,小心地抽回一点儿吸管,不要把它从肥皂泡里抽出来,吹第二层肥皂泡。这时,你会发现第二个肥皂泡被套在了第一个肥皂泡的里面。接着,用同样的方法再吹第三个、第四个……

实验三:做肥皂泡圆筒。这里,我们要用到两个铁环。首先,我们吹一个普通的球形肥皂泡,把它挂在下面的铁环上,在它上面放一个被肥皂水浸过的铁环,然后,往上拉这个铁环,就会把肥皂泡拉成圆柱形,如图所示。有意思的是,在拉的过程中,如果我们把铁环拉得比它的周长还长,后来的肥皂泡圆柱有一半会收缩,另一半会变大,最后分成两个肥皂泡。

图 肥皂泡圆筒

对于肥皂泡来说,它表面的薄膜是被拉紧的,而且肥皂泡里面的空气会向外产生一个压力。如图所示,如果我们把肥皂泡靠近火苗,会发现这个力并不小,这一点可以从火苗的倾斜度看出来。

通过观察肥皂泡,我们还可以发现一些其他有意思的事情:如果我们把一个肥皂泡从温暖的房间拿到寒冷的地方,它的体积会变小;反过来,如果我们把它从寒冷的地方拿到温暖的房间里,它又会变大。这是由于肥皂泡里的空气会随着环境的温度收缩或膨胀。

举个例子来说:

图 肥皂泡中空气的力

在-15℃的环境中,一个肥皂泡的体积如果是1000立方厘米,那么当我们把它拿到15℃的房间里时,肥皂泡的体积增加了:

需要指出的是,在一定条件下,肥皂泡甚至可以坚持10天而不会破裂。对很多人来说,这也许是非常不可思议的事情。杜瓦也曾经做过肥皂泡实验,他把它们保存在一些特制的瓶子里,这些瓶子具有防尘、防干燥、防空气震动的性质。他发现,有些肥皂泡能坚持1个月甚至更长的时间都没有破裂。美国科学家劳伦斯做的实验更夸张,他把肥皂泡放在玻璃罩内,好几年后肥皂泡才破裂。

詹姆斯·杜瓦(1842—1923),英国物理学家、化学家,他设计了“杜瓦瓶”,成功液化了氧气、氢气等多种气体,为低温物理的研究提供了条件。

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