Soap Bubble - peliculă subțire de apă cu săpun, care formează o minge cu o suprafață iridescent. Bulele de obicei, există doar câteva secunde și izbucni atunci când este atins sau spontan. Ele sunt adesea folosite în jocuri pentru copii lor, dar utilizarea de bule în spectacol de divertisment arată că ei, de asemenea, ca un adult. Din cauza fragilității bula a devenit sinonim cu ceva atractiv, dar lipsite de sens și de scurtă durată. Uneori, acțiunea de pe „piață nouă“, în comparație cu bule de săpun.
2 fundamente fizice
tensiune 2.1 de suprafață și formă
2.2 bule de congelare
2.3 Combinarea bule
2.4 Interferența și reflecție
3 proprietăți matematice
4 Cum bule
folie cu bule constă dintr-un strat subțire de apă, sandwich între două straturi de molecule, în principal săpun. Aceste straturi conțin molecule, dintre care unul este hidrofil și celălalt hidrofob. Partea hidrofilă este desenată cu un strat subțire de apă, în timp ce hidrofob, dimpotrivă, este împins. Ca rezultat, straturile sunt formate care protejează împotriva evaporarea rapidă a apei și de a reduce tensiunea de suprafață.
Tensiunea superficială și forma
Bubble există deoarece suprafața oricărui lichid (apă, în acest caz) are o tensiune de suprafață, ceea ce face comportamentul suprafetei similar cu comportamentul ceva elastic. Cu toate acestea, bula numai de apă, instabil și rapid pauze. Pentru a stabiliza starea sa, se dizolvă în apă unii agenți tensioactivi, de exemplu, săpun. O concepție greșită comună este că săpunul mărește tensiunea superficială a apei. De fapt, ea face exact contrariul, tensiunea superficială scade până la aproximativ o treime din tensiunea superficială a apei pure. Atunci când filmul este întins pe săpun concentrația de suprafață a moleculelor de săpun scade, creșterea tensiunii superficiale. Astfel, săpun întărește selectiv cele mai slabe părți ale bulei, nu permițându-le să se întindă în continuare. În plus, săpun protejează apa de evaporare, făcând astfel durata de viață a bulei chiar mai mult.
Forma sferică a vezicii urinare este de asemenea obținută datorită tensiunii superficiale. forța de tensiune formează o sferă, astfel încât sfera are cea mai mică suprafață pentru un volum dat. Această formă poate fi distorsionat în mod semnificativ de către curenții de aer și, prin urmare, procesul de umflare a vezicii urinare. Cu toate acestea, dacă lăsați float balon în aer calm, forma devine foarte curând aproape sferică.
Dacă umfla vezica, la o temperatură de -15 ° C, se va îngheța pe contactul cu suprafața. Aerul din interiorul bulei se va scurge treptat și în cele din urmă prăbușirea bule sub propria greutate.
La o temperatură de -25 ° C pentru a îngheța bule în aer și poate fi rupt atunci când lovind solul. Dacă la această temperatură a aerului cald pentru a umfla vezica urinara, îngheață formă aproape sferică ideală, dar pe măsură ce aerul se răcește și se reduce volumul, bula pot fi distruse parțial, iar forma sa va fi distorsionată. Bule, umflate la această temperatură va fi întotdeauna mici, deoarece acestea vor îngheța rapid, iar în cazul în care continuă să se umfle, apoi au izbucnit.
Când este conectat cele două vezicii urinare, acestea iau forma cea mai mică suprafață posibilă. peretele lor comună bombează cu bule spre interior mai mare, din moment ce un balon mai mic are o presiune interioară mai mare. În cazul în care bulele de aceeași dimensiune, peretele lor comun este plană.
În cazul în care bula mai mult de trei, acestea vor fi plasate în așa fel încât doar trei dintre ele sunt în contact apropiat un perete. Deoarece tensiunea de suprafață la punctul de contact între bule este aceeași pentru fiecare suprafață, unghiul format între pereți este de 120 °. Deoarece bule tind întotdeauna să-și asume forma cu cea mai mică suprafață, acest unghi este cel mai eficient. Prin urmare, o albină care caută să reducă consumul de ceară, conectați celulele din stup sub același unghi, formând astfel, hexagoane regulate.
Interferența și reflecție
bule iridescent colorate sunt obținute datorită interferenței undelor luminoase determinate de grosimea și o peliculă de săpun.
Când lumina întâlnește cu bule de film, o parte din ea este reflectată de suprafața exterioară, în timp ce cealaltă parte penetrează folia și este reflectată de suprafața interioară. Observat reflecție determinată de interferența dintre cele două reflecții. Deoarece fiecare trecere a luminii prin film creează defazajul este proporțională cu grosimea peliculei și invers proporțională cu lungimea de unda, rezultatul interferenței depinde de două variabile. Reflectata sunt adăugate câteva valuri în fază, iar cealaltă în antifază, iar lumina albă rezultată se confruntă cu un film, se reflectă cu o tentă în funcție de grosimea filmului.
De îndată ce filmul devine mai subțire datorită evaporării apei, este posibil să se observe o culoare schimbare balon. film mai subțiri de lumină albă elimină componenta roșie, făcând astfel nuanța luminii reflectate de albastru-verde. Un film subțire elimină galben (lăsând lumină albastră), apoi verde (magenta labilă), apoi albastru (lăsând un galben-auriu). În peretele de capăt al vezicii urinare devin mai subțiri decât lungimea de undă a luminii vizibile, care reflectă toată lumina vizibilă sunt formate în opusul și vom înceta să vedem reflectarea tuturor. Când se întâmplă acest lucru, grosimea peretelui cu bule mai mică de 25 nanometri, iar bula este probabil să se spargă în curând.
efect interferența depinde și de unghiul la care fasciculul de lumină întâlnește cu bule de film. Astfel, chiar și în cazul în care grosimea peretelui a fost la fel peste tot, ne-ar mai fi văzut-o varietate de culori, datorită mișcării bulei. Dar grosimea vezicii urinare este în continuă schimbare datorită gravitației, care trage lichidul din partea de jos, astfel încât ne putem uita, de obicei, benzi de diferite culori, care se mișcă în sus și în jos.
Reflectarea nori într-un balon
În această diagramă, fasciculul de lumină intră în coliziune cu suprafața de la punctul X. O parte din lumina este reflectată și o parte trece prin suprafața exterioară și se reflectă din interior.
În această diagramă, două fascicule de lumină roșie sunt prezentate (grinzi 1 și 2). Ambele grinzi sunt împărțite în două, dar ne interesează numai acele părți care sunt prezentate în linii solide. Să considerăm un fascicul provenind de la punctul Y. Acesta cuprinde două grinzi suprapuse una de alta: 1 parte a fasciculului care a trecut prin peretele vezicii și o parte a grinzii 2, care este reflectată de suprafața exterioară. Fasciculul care trece prin punctul xOy călătorit fascicul lung 2. De exemplu, sa întâmplat ca lungimea XOY proporțională cu lungimea de undă de lumină roșie, astfel încât cele două grinzi sunt formate în faza.
Această diagramă este similar cu cel anterior, cu excepția faptului că lungimea de undă a luminii este diferită. În acest moment, distanța XOY lungimea de undă în mod disproporționat și razele sunt formate în opoziție. Ca rezultat, culoarea albastră este reflectată de vezică la o grosime a peretelui.
Această imagine de calculator arată culorile reflectate de o peliculă subțire de apă, iluminat de lumina alba nepolarizată.
Baloanelor sub formă de spumă
Balonul de film este întotdeauna lupta pentru a minimiza aria suprafeței sale. Astfel, optim forma bule individuale - sferă. Un grup mare de bule încorporat în spuma are o formă mult mai complexă.
Cum sa faci bule de săpun
Cel mai simplu mod - de a utiliza un special bule de săpun lichid (care este vândut ca o jucărie) sau pur și simplu se amestecă detergent de vase cu apă. Cu toate acestea, această ultimă metodă nu poate da astfel de rezultate bune, pe care le-ar dori să obțină, așa că aici sunt câteva trucuri pentru a vă ajuta să obțineți rezultate mai bune:
• Orice care reduce tensiunea superficială a apei, de exemplu, săpun lichid sau sampon pentru copii. Săpunul mai pură (parfum îngrijite sau alți aditivi), rezultatul mai bine se poate transforma.
• Orice apă de etanșare. Glicerina cel mai frecvent utilizate (pe care le puteți cumpăra într-o farmacie). Puteți utiliza, de asemenea zahăr, care este mai solubil în apă caldă. Cu toate acestea, densitatea apei poate fi prea mare, de aceea este important să se respecte moderație.
• Apă distilată. Apa de la robinet conține ioni de calciu, care se leagă de săpun. apă distilată funcționează cel mai bine.
• Dacă lăsați amestecul timp de câteva ore deschise, atunci densitatea acestuia va fi mai mare de asemenea. Dar, din nou, în cazul în care devine prea mare, va fi dificil să sufla bule.
• Este mai bine să se evite bule sau spumă pe suprafața amestecului, le scoate ușor sau doar de așteptare până când acestea dispar.
Este cât de ușor este de a face bule depinde de mulți factori diferiți. Alte săpun, diferite condiții de mediu, de exemplu, este mai bine să se evite aerul plin de praf sau de vânt. De asemenea, cu cât umiditatea, cu atât mai bine, atât de bine pentru a face bule într-o zi ploioasă. Cu alte cuvinte, cel mai bun mod de a găsi soluția ideală - este încercare și eroare.