balon

Bubble de - un strat subțire de apă multistrat de film cu săpun, umplut cu aer, de obicei sub formă de sfere 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.

Din cauza fragilității bula a devenit sinonim cu ceva atractiv, dar lipsite de sens și de scurtă durată. Uneori, stocurile de pe piețele emergente, comparativ cu bule de săpun, în cazul umflate artificial valorile lor sunt denumite „exagerate“.

Structura peretelui cu bule

folie cu bule constă dintr-un strat subțire de apă încheiat 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.

Balonul de film

Tensiunea superficială și forma

Bubble există deoarece suprafața oricărui lichid (apă, în acest caz) are o anumită tensiune de suprafață. ceea ce face ca comportamentul suprafeței similare cu comportamentul de ceva flexibil. Cu toate acestea, bula numai de apă, instabil și rapid pauze. Pentru a stabiliza starea sa, se dizolvă în apă orice agenți activi de suprafață. de exemplu săpun. O concepție greșită comună este că săpunul mărește tensiunea superficială a apei. De fapt, ea face exact opusul: reduce tensiunea de suprafață la aproximativ o treime din tensiunea superficială a apei pure. Atunci când filmul este întins săpun, concentrația moleculelor de săpun pe suprafață este redusă, 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 curenții de aer și prin procesul de umflare a vezicii urinare. Cu toate acestea, dacă lăsați float balon în aer calm, forma devine foarte curând aproape sferică.

bule de congelare

bule compuse

Există dovezi de bule de congelare, la aproximativ -10 ° C [1]. Pentru a preveni distrugerea vezicii în timpul înghețării, este recomandat umflarea bule temperaturii aerului exterior (de exemplu, inele rapide de deplasare), mai degrabă decât aerul cald din gură.

Dacă umfla vezica, la o temperatură de -15 ° C îngheață în contact 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 exista întotdeauna mici, deoarece acestea vor îngheța rapid, iar în cazul în care continuă să se umfle, apoi au izbucnit.

combinând bule

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 curbură medie mare și o presiune internă mai mare. În cazul în care bulele de aceeași dimensiune, peretele lor comun este plană.

Regulile care guvernează bulele atunci când sunt combinate, au fost stabilite experimental în fizicianul belgian din secolul al XIX-lea Joseph Plateau și dovedit matematic în 1976 de către Jean Taylor.

Pelicule de săpun sunt suprafață netedă pe porțiuni, curbura medie, care este constantă pe fiecare porțiune netedă.
Dacă mai mult de trei bule, ele sunt poziționate astfel încât lângă un capăt poate fi conectat doar trei pereți, în care unghiurile dintre ele sunt egale cu 120 °, în virtutea tensiunii superficiale egală cu fiecare suprafață în contact.
Liniile de intersecție ale suprafețelor se intersectează într-un punct de pe cele patru piese, cu unghiul dintre oricare doi este egal cu arccos (-1/3) ≈109,47 °.

Bule nu respectă aceste reguli, în principiu, pot fi formate, cu toate acestea, va fi foarte instabilă și rapid să ia forma dreapta sau distruse. Albine. care au tendința de a reduce fluxul de ceară. celula conectate în stup este, de asemenea, la un unghi de 120 °. formând astfel, hexagoane regulate.

Interferența și reflecție

Reflectarea nori într-un balon

Iridescent „curcubeu“ bule de culoare sunt observate datorită interferenței undelor luminoase determinate de grosimea și o peliculă de săpun.

Atunci când fasciculul de lumină trece prin bula film subțire, o parte din ea este reflectată de suprafața exterioară, care formează un prim fascicul, în timp ce cealaltă parte penetrează folia și este reflectată de suprafața interioară, care formează al doilea fascicul. Observate în reflectarea culorii luminii este determinată de amestecul celor două grinzi. 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 (pe un peisaj fundal întunecat, această parte a bulei arata ca un „punct negru“). Când se întâmplă acest lucru, grosimea peretelui cu bule mai mică de 25 nanometri. iar balonul 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.

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, lumina albastra nu 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. Acest lucru se datorează faptului că energia liberă a filmului lichid este proporțională cu pătratul suprafeței sale și se străduiește să atingă un nivel minim:

unde σ - substanța tensiune superficială și S - suprafața totală a suprafeței filmului. Forma optimă a unui balon separat - o sferă, dar câteva bule, unite împreună, au 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. Dar această ultimă metodă nu poate da astfel de rezultate bune, pe care le-ar dori să obțină un balon de detergent de spălat vase se va sparge repede. Prin urmare, mai jos sunt câteva tehnici pentru a ajuta la îmbunătățirea rezultatului:

componente

Substanțele care reduc tensiunea superficială a apei, de exemplu, săpun lichid sau sampon pentru copii. Săpunul mai pură (parfum îngrijite sau alți aditivi), pot să apară mai bine rezultatul.
Substanțe de 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. impactul acestui efect asupra calității bulei este mult mai mic atunci când se utilizează apă distilată.

Dacă lăsați deschide amestecul timp de câteva ore, 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.
De mare importanță este materialul și forma tuburilor sau inele pentru suflare bule. Inelul este folosit pentru a crea o multitudine de bule relativ mici. Tube pentru a crea un balon mare. Dacă utilizarea tubului de carton, cu ziduri groase de 1,5-2 mm grosime și un diametru interior de 10-12 mm, este posibil să se obțină de lungă durată (până la câteva minute) și înhămat la tubul cu bule, cu dimensiuni de mai mult de 30 cm. Folosind un diametru interior mare permite sufla aer în volum suficient și la o viteză minimă, reducând riscul de fluctuații ale vezicii urinare și sa culisantă cu tubul. perete carton gros - poate „rezervă“ o cantitate mai mare de soluție datorită absorbției, umflarea astfel un balon în proces. Cu toate acestea, o cantitate excesivă de fluid poate determina formarea de picături pe fundul balonului, și „eșec“ din cauza greutății mari. Lungimea tubului este ales în mod individual, ca un tub scurt (8-10 cm) este mai ușor de utilizat și de a compensa oscilații cu bule, pentru păstrarea și mai lung (15-20 cm sau mai mult), permite neutralizarea curenților de aer generate în timpul inhalării și expirația aerului care poate „se agită“ și desprindeți bula. Concurența în dimensiunile cu bule - activitate liniștită și contemplativ, inflația de multe bule mici - o acțiune de distracție.

Afișați baloanele

Afișați bule - este distractiv, și art. Creați bule spectaculoase necesită actorul un nivel ridicat de calificare, precum și capacitatea de a prepara o soluție de săpun în calitate perfectă. Unii artiști crea bule gigantice, de multe ori învăluindu obiecte sau chiar oameni. Alții reușesc să creeze bule sub forma unui cub. tetraedre și alte forme. De multe ori, pentru a spori efectul vizual, bule umplute cu fum sau gaz de ardere, cuplat cu iluminare cu laser sau cu flacără deschisă.