欢迎您:登录 | 注册
科普之友首页
※您现在的位置: 科普之友 >> 物理 >> 物理资讯 >> 正文  

肥皂泡中的物理知识

来源:不详       更新时间:2013-1-14 12:01:00
 

肥皂泡

  肥皂泡是非常薄的形成一个带虹彩表面的空心形体的肥皂水的膜。肥皂泡的存在時間通常很短,它们會因触碰其它物体或維持於空氣中太久而破裂(地心吸力令肥皂泡上方的膜變薄)。由于它们很脆弱,它们也成为美好但不实际的东西的隐喻。它们经常被用作孩童的玩物,但他们在艺术表演中的使用也表明它们对于成人也是很有吸引力的。肥皂泡还可能帮助解决空间的复杂的数学问题,因为他们总是会找到点或者边之间的最小表面。

一个小女孩在吹肥皂泡

  表面张力和形状

肥皂泡,让·巴蒂斯·西美翁·夏尔丹于18世纪所画。

  肥皂泡的存在是因为液体(通常是水)的表面层有一种特定的表面张力,它导致该层的行为像弹性膜。一个常见误解是以为肥皂增加了水的表面张力。实际上肥皂做了相反的事情,它将张力减少到大约是纯水的三分之一。肥皂不增强泡泡,它只是稳定它们,通过一种称为Marangoni效应的作用。随着肥皂膜的拉伸,肥皂的密度减小,使得表面张力增加。这样,肥皂选择性的加强了气泡的最弱部分并倾向于防止它们被进一步拉伸。另外,肥皂也减少了蒸发,使得气泡维持更久。

  它们的球形形状也是由于表面张力造成的。该张力导致肥皂形成一个圆球,因为球是给定体积最小的表面积的形状。这个形状可以明显地被气流所扭曲,因而可以通过向它吹气而改变。但是如果一个气泡在静止空气中下沉,它会保持非常接近球形,比卡通式的雨滴更接近。当一个下沉物体接近它的极限速度时,作用在其上的拉力等于其重量,因为气泡的重量和同体积的雨滴相比要小得多,它的形变要小得多。(这两种情况的表面张力相似:肥皂将水的表面张力减少到约三分之一,但它实际上又被加倍了,因为膜有内外两层表面。)

  凝结

  在零下15°C(5°F)的温度下吹入空气的肥皂泡会在接触到一个表面时凝结。其内部的空气会逐渐扩散出去,导致气泡在其自身重力下坍塌。

  在?25 °C(?13 °F)的温度下,气泡会在空气中凝结并可能在触地时散开。当在这样的低温下时,肥皂泡用暖的气息吹出,它最初会凝结成几乎完美的球形,但当暖气冷却并因此而减小体积时会带来气泡的部分坍塌。在这样的低温下成功吹出的肥皂泡体积总是很小:它将很快凝结而继续吹会使气泡破裂。

  在温度增加到0 °C时肥皂泡会凝结得慢些。

  合并

肥皂泡可以容易的合并

  当两个气泡合并时,同样的物理原理作用在其上,气泡会采取最小可能表面积的形状。他们的公共壁会凸向大的肥皂泡,因为小的肥皂泡有更大的内压力。若肥皂泡大小相同,壁是平的。

  在两个或多个肥皂泡相遇的点,它们自动会变成三个肥皂泡壁交汇于一条线,分别以120°的角度分隔。这是最有效的选择,这也是为什么蜂窝的胞腔采用同样的120°角因而形成六边形的原因。只有四个气泡壁会交汇于一点,从该点出去的每三个气泡壁所共享的线之间的角度为109.47°。

在洗槽中的肥皂泡

 

[1] [2] 下一页

  • 上一个物理:

  • 下一个物理:

  • 自制“开水报警器”

    例析学生实验能力的评价方法

    蜡烛跷跷板

    科学解析公元775年神秘宇宙辐射袭

    物理学家楞次

    测量小灯泡的电功率

    上帝粒子新发现有助解密宇宙

    探究性实验在物理教学中的作用

    为何激光皆蓝色 利用物理定律探求

    “保险丝的作用”实验电路的改进

    白矮星和中子星的密度

    色光的混合
    物理资讯
    自然地理
    普通自然地理[自然生物]超可爱小熊猫成长历程(组图)
    普通自然地理[今日地理]夏威夷海床下发现巨型热岩区宽
    普通自然地理[今日地理]地球微生物搭载航天器 或污染火
    普通自然地理[自然生物]全球十大最壮观湖泊:百万水母
    宇宙奥秘
    [航空航天]专家:大型对撞机是时间机器 通
    [航空航天]nasa开发出火星探测无人机 在火
    [宇宙探索]奇特彗星可自行复制 喷射大量迷
    [航空航天]天宫一号进入发射倒计时 将与三
    未解之谜
    [UFO飞碟]贵州UFO终有定论 空中怪车并非
    [麦田怪圈]《都市晚高峰》印尼首现麦田怪
    [UFO飞碟]人类探索外星文明50年:多国联
    [麦田怪圈]神秘的麦田圈之谜7视频
    生命科学
    [生物*医学]身体的骚乱 探秘过敏真相 过敏
    [生物*医学]美研究人员绘制出人体细菌分布
    [生物*医学]人工熊胆批量生产仅剩最后审批
    [生物*医学]古代木乃伊研究显示癌症是现代
    动物世界
    [动物趣味知识]抓马鬃可以使马停止乱跑吗? 
    [动物趣味知识]宁波有没有养牛基地 
    [动物世界]大象散步偶遇海狮 隔着玻璃互相
    [动物世界]今年成活20仔 我国圈养大熊猫数
    科普文章
    [数学教学教研]如何备好数学课
    [化学学科信息]化学课堂·计算机·我们
    [力学]牛顿第一定律是什么 
    [化学学科信息]名师指导:中考化学四大部分的
    [数学教学教研]浅谈高一数学学法指导
    [工程材料]研究实现直接成像晶体中氢原子
    设为首页 | 加入收藏 | 联系我们 | 友情链接 | 使用本站前必读
    Copyright © 2007 - 2011 科普之友( www.kepu365.com ) Corporation, All Rights Reserved