Круглі бульбашки
Всі ми захоплюємося бульбашками, особливо мильними - їх ідеально круглою формою і поверхнею, що переливається різними фарбами. Англійський фізик Бойз був настільки заінтригований мильними бульбашками, що написав 200-сторінкову книгу: «Мильні бульбашки. Їх колір та сили, що надають їм форму». Бойз назвав мильні бульбашки чудовим експериментальним об'єктом і вказав, що сили, які надають форму міхуру, є у всіх рідинах.
Ці сили всюдисущі. Без них не обходиться заварка чаю, без них не можна закрити поточний кран на кухні, про них пам'ятають, пірнаючи у воду. Загалом, будь-яка рідина має цю силу.
Що змушує краплі води збиратися разом?
Уявіть собі, що ви наповнюєте водою повітряну кульку. Чим більше водиви в нього наливаєте, тим більше розтягується гумова оболонка кульки. Зрештою, вона перестане розтягуватися і лусне. Тепер уявіть краплю води. Вода збирається на кінчику піпетки у вигляді краплі, що росте. Крапля стає дедалі більше. Нарешті вона досягає певного критичного розміру та відривається від кінчика піпетки.
Матеріали на тему:
Чому виникає морська хвороба?
Бойз запитав: «А чому вода взагалі збирається на кінчику піпетки у вигляді краплі?» Враження таке, що вода стікає в маленький еластичний мішечок, на зразок повітряної кульки. Цей мішечок відривається від піпетки тоді, коли переповнюється водою. Навколо краплі, звичайно, немає ніякого еластичного мішечка. Але те саме має утримувати краплю в її класичній формі. Повинна бути якась невидима оболонка, якесь щось.
Поверхневий натяг
Це щось - властивість води та будь-якої іншої рідини - називається поверхневим натягом. Візьмемо воду. Молекули води під її поверхнею пов'язані між собою потужними силами міжмолекулярної взаємодії. Розташовані в поверхневому шарі молекули відчувають силу тяжіння тільки з боку сусідніх і нижчележачих молекул. Тобто поверхневі молекули води притягуються всередину та в сторони. Саме така взаємодія сил створює на поверхні води ефект плівки або поверхневий натяг.
Матеріали на тему:
Чому людина гикає?
Таким чином, поверхневий натяг можна розглядати як своєрідну оболонку води. Ця оболонка змушує висіти краплю на кінці водопровідного крана. Коли ж крапля стає занадто великою, оболонка не витримує та рветься. Бойз підкреслював, що з різних рідин оболонки мають різну міцність. Спирт має менший поверхневий натяг, тому утворює дрібніші краплі, ніж вода. А ось ртуть, яка бігає по підлозі дрібними кульками, коли розбивається термометр, має поверхневе натяг у шість разів більше, ніж у води.
Що не дає луснути мильній бульбашці?
Сила поверхневого натягу не дає луснути мильному міхуру. Коли ви опускаєте рамку в мильний розчин, а потім виймаєте її звідти, бачите тонку райдужну плівку, яка закриває просвіт рамки. Подуйте на рамку. З неї почне випинатися міхур. Мильна плівка розтягується на зразок еластичної оболонки. Подуйте ще. Мильна плівка зімкнеться навколо повітря, і мильна бульбашка вирушить у самостійну подорож, переливаючись усіма кольорами веселки.
Матеріали на тему:
Зірки та сузір'я
Оболонка мильної бульбашки має еластичні властивості, тому повітря всередині міхура знаходиться під тиском, як повітря всередині камери футбольного м'яча. Величина всередині міхура тиску залежить від кривизни стінки міхура. Чим більше кривизнаі що менше міхур, то більший тиск. Бойз експериментально довів, що повітря, що вирвалося з мильного міхура, що лопнув, може загасити полум'я свічки.
Але чому все - таки міхур круглий?
Відповідь у тому, що сили поверхневого натягу прагнуть надати мильному міхуру максимально компактну форму. Найкомпактніша форма в природі - це куля (а не куб, наприклад). При кулястій формі повітря всередині міхура рівномірно тисне на всі ділянки його внутрішньої стінки (по Крайній мірі, До тих пір, поки міхур не лусне).
Матеріали на тему:
Причини раку шкіри
Однак той же Бойз зауважив, що, доклавши зовнішнє зусилля, можна зробити міхур несферичної форми. Якщо розтягнути мильну плівку між двома кільцями та потягнути на розрив, то утворюється мильна бульбашка циліндричної форми. Чим більше розміртакого циліндричного міхура, тим менша його міцність. Зрештою, в середині такого міхура з'являється перетяжка, і він ділиться на два звичайні круглі міхури.
Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.
- Чому людина позіхає і чому…
- Чому людина не впізнає свого…
Введение………………………………………………………………………………………….4
Основна частина……………………………………………………………………………….…..6
1. Мильна бульбашка та її структура. ………………………………………………………..…6
2. Довговічність мильних бульбашок. Як лопаються бульбашки……………………………………………..……………………………………………...7
3. Веселка мильного пузыря……………………………………………………………………...7
4. Замерзання бульбашок…………………………………………………………………………...8
Експериментальна частина.
Приготування мильних бульбашок…………………………………………………………....11
Рецептура приготування…………………………………………………………………..….12
Заключение…………………………………………………………………………………...…14
Бібліографічний список…………………………………………………………………....15
додаток
Вступ.
Я дуже люблю пускати мильні бульбашки. Мені подобається милуватися їхньою круглою формою і поверхнею, що переливається різними фарбами. Я видувала бульбашки із соломинки і спостерігала, як круглі райдужні кульки летять.
Мені завжди хотілося, щоб у мене вийшов міхур не схожий на кулю, щоб форма його нагадувала форму куба або голову якоїсь тварини. Але, на жаль, мильні бульбашки у мене виходили завжди лише круглі.
Чому ж мильні бульбашки мають круглу форму, як кульки? Можливо, якщо використовувати для надування міхура дротяний каркас у формі куба чи трикутника, вийде міхур іншої форми? Розглянемо проблему отримання круглих мильних бульбашок.
Отже,об'єкт могодослідження: мильні бульбашки.
Предмет дослідження: форма та склад мильних бульбашок.
Я висунула наступнугіпотезу: використовуючи дротяні каркаси різних геометричних форм, можна приготувати мильні бульбашки некруглої форми.
Мета мого дослідження: виявити властивості та форму мильних бульбашок. Поставленої мети я досягну, вирішуючи задачі:
зібрати інформацію про приготування, властивості та форму мильних бульбашок;
приготувати розчин мильних бульбашок у домашніх умовах;
виготовити мильні бульбашки;
проаналізувати теоретичні та практичні результати отримання мильних бульбашок, їх властивостей та форми.
Етапи дослідження:
виготовити дротяні каркаси різної геометричної форми;
приготувати розчин для мильних бульбашок та купити готовий розчин у магазині для порівняння;
спробувати видути геометричні бульбашки різної форми;
зібрати інформацію про форму та властивості мильних бульбашок (запитати у батьків, прочитати в книзі, знайти в Інтернеті);
визначити який розчин для приготування бульбашок найкращий;
порівняти теоретичний та практичний результат виготовлення мильних бульбашок;
Методи та прийоми: спостереження, експеримент, аналіз.
Прикладна значимість моєї дослідницької роботиполягає в тому, що результати мого дослідження можна застосувати на уроках навколишнього світу та на гуртках наукового спрямування. Краса мильних бульбашок підказує один з напрямків їх застосування: в оформленні, святкових заходів, різноманітних урочистостей. Для такого застосування були винайдені спеціальні машини для генерації постійного потоку мильних бульбашок; цей потік підхоплюється потужнимиі підсвічується різнокольоровими.
Деякі артисти використовують мильні бульбашки як основний елемент для своїх виступів; у цьому випадку вони демонструють бульбашки величезного розміру – більше метра у діаметрі.
Основна частина.
Мильна бульбашка та її структура.
Я звернувся за інформацією про Інтернет. Вивчивши цікаву для мене тему, я проаналізував інформацію і дізналася наступне.
Мильна бульбашка- тонка багатошарова плівка води, наповнена повітрям, у вигляді з переливчастою . Мильні бульбашки зазвичай існують лише кілька секунд і лопаються при дотику або мимоволі 5 .
Оболонка мильного міхура складається з тонкого шару води, що зумовлює непрозорість мильної бульбашки та її стійкість. У склянці вода має лише одну вільну поверхню і, відповідно, на ній може утворюватися лише один шар молекул мила. А вільна плівка має дві поверхні, отже, на ній може сформуватися два шари подовжених молекул мила. Ось із такої водної плівки, укріпленої молекулами мила і складається мильна бульбашка 3 .
Спираючись на вище сказане, я дійшла висновку, для того, щоб видути мильний міхур, необхідно в баночку з мильним розчином помістити рамочку для міхурів. У цей час на рамці утворюється мильна плівка, що складається з мила та води. Усередині міхура знаходиться повітря. Ми дме на плівку в рамці, плівка змикається в кулю, і повітря виявляється всередині.Таким чином , мильна бульбашка складається з води, мила та повітря.
Довговічність пухирів. Як лопаються бульбашки.
Спостерігаючи за звичайними бульбашками, я помітила, що вони недовговічні та лопаються одразу. А ось мильні бульбашки живуть набагато довше. Вище я вже підкреслила, що плівка мильної бульбашки складається з мила та води. Тонка смужка води розташована між двома шарами мила. При цьому плівка міхура дуже тонка, тонша від нашого волосся. Мило довше зберігає воду. А поки міхура волога, вона не лопається.
Бульбашка існує тому, що поверхня будь-якої рідини (в даному випадкуводи) має деякий поверхневий натяг, який робить поведінку поверхні схожою на поведінку чогось .
Деякі вчені всіляко консервували мильні бульбашки, зберігаючи їх протягом кількох діб і навіть місяців, але яким би тривалим не було життя мильної бульбашки, рано чи пізно вона все одно лопається.
Чи думали ви над тим, як це відбувається? Нам здається, що це миттєва дія. Ось мильна бульбашка ще є, а ось вона просто випарувалася в повітрі. Але чи знаєте ви, що ця дія спрямована, а не хаотична? Вчені підрахували, що лопає мильна бульбашка за одну тисячну частку секунди, тому для того, щоб побачити це диво їм знадобилася камера здатна знімати до 5000 кадрів на секунду. На сповільненій плівці було видно, що як тільки цілісність мильної бульбашки порушувалася, її оболонка поступово починала руйнуватися з місця пошкодження і далі по всьому колу. На підтвердження своїх досвідів вчені надали фото та відео, де чітко видно процес лопання мильної бульбашки.
3. «Райдуга» мильної бульбашки
Плівка бульбашок складається з кількох шарів. Коли світло проходить через ці шари, воно змінюється (заломлюється), переливається. Подібне явище ми спостерігаємо, коли дивимось на веселку після дощу.
РОСІЙСЬКА ФЕДЕРАЦІЯ
адміністрація муніципальної освіти- Шилівський муніципальний район Рязанської області
Муніципальне бюджетне загальноосвітня установа
«Шилівська середня загальноосвітня школа№ 3»
муніципального освіти - Шилівський муніципальний район Рязанської області
Юр.адреса: 391500 р. п. Шилове, вул. Ісаєва, д. 34 телефон/факс 8(49136)21847,
e-mail: shilovo - school 3@ yandex . ru ІПН/КПП 6225004968/622501001 ОГРН 1026200850873
Науково-практична конференція
Секція: навколишній світ
Чому мильні бульбашки круглі?
Роботу виконала учениця 1Б класу: Кучерова Вероніка
Науковий керівник: Гераськова Н.А.
п. Шилово, 2018
Мильні бульбашки
Насправді, мильні бульбашки
Завантажити:
Попередній перегляд:
Чому мильні бульбашки завжди круглі?
Мильні бульбашки - Одна з улюблених розваг дітей. Легкі, повітряні, плавно підхоплювані легким подувом вітерця... І напевно кожна дитина задавалася хоч раз такими питаннями: "А чому мильні бульбашки такі ідеально круглі? А чи вийде квадратний міхур, якщо його надувати з квадратної трубочки?"
Насправді мильні бульбашки - відмінний об'єкт для спостереження різних фізичних явищ. Поверхневий натяг, теплодинаміка, оптика лише деякі з них. І все-таки, чому ж мильні бульбашки круглі?
Відповідь полягає в тому, що компактна форма в природі - це куля, а сили поверхневого натягу прагнуть надати мильному міхуру максимально компактну форму. При кулястої формі повітря всередині міхура рівномірно тисне на всі ділянки його внутрішньої стінки, доки вона не лусне. І саме тому, якої б форми не була трубочка для видування, будь то квадрат, зірочка або навіть зигзаг - бульбашки у нас все одно вийдуть круглими. Проте є й винятки. Англійський фізик Бойз, вивчаючи мильні бульбашки, зауважив, що, доклавши зовнішнє зусилля, можна зробити міхур не кулястої форми. Якщо розтягнути мильну плівку між двома кільцями та потягнути на розрив, то утворюється мильна бульбашка циліндричної форми. Чим більший розмір такого циліндричного міхура, тим менша його міцність. Зрештою, в середині такого міхура з'являється перетяжка, одна сторона починає перетягувати іншу і він ділиться на два звичайні круглі міхури.
Найпривабливішою стороноюмильних бульбашок , мабуть, є переливи світла на поверхні. Навіть коли надуваєш міхур, стає помітне неповторне живе райдужне забарвлення, яким важко не милуватися. І звідки береться така краса в такій простій мильній кульці?
марина азанова
Спільна діяльність: «Чи завжди мильні бульбашки круглі?»
Спільна діяльність: «Чи завжди мильні бульбашки круглі?»
Інтеграція освітніх галузей: ГО «Пізнання», ГО «Соціалізація», ГО «Комунікація».
Мета педагогічна: Формування навичок проведення дослідів
Ціль дітей: Виявити форму мильних бульбашок
Завдання:
Навчальна: Навчати дітей проводити «дослідження»
Розвиваюча:Розвивати у дітей вміння аналізувати отриману інформацію та робити обґрунтовані висновки.
Виховна:Виховувати співпрацювати у мінігрупах.
Вихователь: Привіт, я рада бачити вас у нашій лабораторії Разом з нами в лабораторії знаходяться фахівці, які в разі потреби можуть надати допомогу.
П обдарую я вам іграшку
Чи не машинку, не хлопушку.
Просто тюбик. А всередині
Причаїлися бульбашки.
Ми лопатку з «віконцем»
Зануримо в розчин трохи.
Дунемо раз, і два, і три,
Розлетяться бульбашки.
Ви пам'ятаєте гру «Бульбашка»? Вставайте грати. Ось якого розміру вийшла наша бульбашка.
А найщасливіший «надуватель» публічно видув міхур розміром 4,5 м. (слайд)
Мильна бульбашка - тонка плівка мильної води, яка формує кулю з переливчастою поверхнею.
Вихователь: Я дуже люблю пускати мильні бульбашки Мені подобається милуватися їхньою круглою формою і поверхнею, що переливається різними фарбами. Мені завжди хотілося, щоб у мене вийшов міхур не схожий на кулю, щоб форма його нагадувала форму куба або голову якоїсь тварини. Але, на жаль, мильні бульбашки у мене виходили завжди лише круглі.
Діти, а ви пускали мильні бульбашки?
Відповіді дітей:(так)
Вихователь:Якої форми вони видувались у вас?
Відповіді дітей: (круглі).
Вихователь: Чому ж мильні бульбашки мають круглу форму, як кульки?
Відповіді дітей:)
Вихователь:А чим ви пускали мильні бульбашки?
Відповіді дітей:)
Вихователь: Як ви думаєте, якщо використовувати для надування міхура дротяний каркас у формі квадрата або трикутника, або інші пристосування, може вийти міхур іншої форми?
Відповіді дітей:)
Вихователь (Узагальнює відповіді дітей)Ми з вами припустили, що використовуючи дротяні каркаси різних геометричних форм або інші пристосування, можна видути мильні бульбашки некруглої форми.
Яка мета нашого дослідження?
Відповіді дітей:Мета нашого дослідження: виявити форму мильних бульбашок.
Вихователь: Що для цього ми робитимемо?
Відповіді дітей:)
Вихователь (Узагальнює відповіді дітей): Етапи дослідження:
Спробувати видути бульбашки різної геометричної форми;
Зібрати інформацію про форму мильних бульбашок (запитати у дорослого, подивитися в книзі, знайти в Інтернеті);
Порівняти теоретичний та практичний результат виготовлення мильних бульбашок;
Об'єднайтесь у групи за однаковими картинками на бейджиках, виберіть керівника своєї групи та займіть місця у лабораторії. Результати дослідів відзначатимемо в таблиці.
Опустіть петлю у суміш. Що бачимо, коли виймаємо петлю? Потроху дме в петлю.
Вихователь:Що відбувається?
Відповіді дітей:(Ми видуємо повітря в петлю і виходить міхур у формі кулі.)
2 досвід. Мильна бульбашка у прямокутному підносі.
У піднос налийте мильного розчину настільки, щоб його дно було вкрите, у середину покладіть предмет і накрийте лійкою. Потім, повільно піднімаючи вирву, подуйте в її вузьку трубочку, - утворюється мильна бульбашка; коли цей міхур досягне достатніх розмірів, нахиляють воронку убік, вивільняючи з-під неї міхур.
Вихователь:Якої форми вийшов міхур?
Відповіді дітей:(вийшов міхур – половина кулі)
Досвід 3. міхур з плоскою пляшкою.
Налийте у чашку 1 літр води. Вмочіть один зріз пляшки в мильний розчин так, щоб утворилася мильна плівка. Потім опустіть пляшку іншим зрізом у воду.
Вихователь:Якої форми вийшов міхур?
Відповіді дітей:(вийшов міхур круглої форми)
Вихователь:Групи підійдіть до стенду і заповніть таблицю, керівники груп розкажіть про отримані результати.
Діти повідомляють отримані результати.
Висновок:Таким чином, наше припущення про те, що використовуючи дротяні каркаси різних геометричних форм та інші пристрої можна приготувати мильні бульбашки некруглої форми не підтвердилося.
Вихователь:Можливо, ми зможемо знайти інформацію про бульбашки різної форми в інших джерелах (пошук інформації підгрупами).
Вихователь:Пропоную узагальнити отриману інформацію (повідомлення дітей). Висновок: Практичні та теоретичні результати нашого дослідження показали, що мильні бульбашки можуть бути лише круглою формою.
Рефлексія:
Вихователь:Що ми сьогодні дізналися на занятті?
Відповіді дітей:ми дізналися, що мильні бульбашки можуть бути лише круглої форми.
Вихователь:Вам цікаво було проводити досліди?
Відповіді дітей: (.)
Вихователь: Всі бульбашки, що ви видули, вже лопнули, а вам хотілося б залишити їх на згадку?
Відповіді дітей: (.)
Вихователь:Пропоную їх намалювати. Малювання мильними бульбашками.
Опустіть у суміш трубочку і подуйте так, щоб вийшли мильні бульбашки. Візьміть аркуш паперу і обережно торкайтеся нею бульбашок, ніби переносячи їх у папір. Виходять дивовижні відбитки. Візьміть їх і покажіть своїм близьким та друзям.
Причина цього – сили поверхневого натягу рідини. Вони виникають між частинками води. Частинки води або іншої рідини, притягуючись один до одного, прагнуть зблизитися. Кожна частка на поверхні притягується рештою частинок, що знаходяться всередині рідини, і тому спрямовуються один до одного (див. рис.3).
Саме з допомогою поверхневого натягу виходить сферична форма міхура. Ця форма може бути суттєво спотворена потоками повітря та самим процесом надування міхура. Однак, якщо залишити міхур, вільно парити в повітрі, його форма незабаром стане близькою до сферичної.
Коли світло проходить крізь тонку плівку міхура, частина його відбивається від зовнішньої поверхні, тоді як інша частина проникає всередину плівки і відбивається від внутрішньої поверхні(Див. рис.4). Спостерігається у відображенні колір випромінювання визначається інтерференцією цих двох відбитків.
Зрештою, стінка міхура стає тоншою, ніж довжина хвилі видимого світла, всі хвилі видимого світла, що відображаються, складаються в протифазі і ми перестаємо бачити відображення зовсім (на темному тлі ця частина міхура виглядає «чорною плямою»). Коли це відбувається, товщина стінки мильної бульбашки менше 25 нанометрів, і міхур, швидше за все, скоро лусне.
|
|
|
Як довго «живуть» мильні бульбашки?
Раніше існувала думка, що «життя» мильної бульбашки швидкоплинне. Однак цю виставу розвіяв винахідник англієць Джейм Дьюар. Він провів експеримент і спробував законсервувати бульбашки у особливих герметичних ємностях, надійно захистивши їх від зовнішніх впливів. Виявилося, що мильні бульбашки можуть зберігатися за місяцем і навіть більше.
В одного з викладачів фізики в американському штаті Індіана мильна бульбашка, поміщена у скляну банку, «прожила» цілих 340 днів. Є відомості, що під скляним ковпаком повітряні кулі з мила зберігаються багато років.
Як лопаються бульбашки?
Деякі вчені всіляко консервували мильні бульбашки, зберігаючи їх протягом кількох діб і навіть місяців, але яким би тривалим не було життя мильної бульбашки, рано чи пізно вона все одно лопається. Чи думали ви над тим, як це відбувається? Спочатку нижня частина міхура потовщуватиметься, а центральна верхня – потоншуватиметься. Це виразно видно по потоках рідини, що змінює плямисте забарвлення міхура. Якоїсь миті міхур лусне. Нам здається, що це миттєва дія, але насправді ми бачимо лише заключну стадію – міхур перетворюється на сукупність крапель, розташованих по периметру. Як правило, вогнище руйнування, руйнування виявляється у верхньому, найтоншому місці плівки.
Loading...