Мастер-класс по физике "Так ли прост этот мыльный пузырь?"

Исследование физических свойств  мыльного пузыря

Вера Борисовна Романова, учитель физики.

Эпиграф

«Выдуйте мыльный пузырь и смотрите на него:

вы можете заниматься всю жизнь его изучением,

не переставая извлекать из него уроки физики». 

  Английский учёный лорд    Кельвин

В настоящее время трудно точно сказать, когда люди впервые обратили своё внимание на поведение в природе мыльных пузырей. Ещё во время раскопок древнего города Помпеи археологи обратили своё внимание на изображения на фресках древних жителей этого города, надувающих мыльные пузыри. Многие известные художники были не равнодушны к мыльным пузырям и изображали их на своих полотнах. Видимо уже тогда у людей появился интерес к необычному поведению этих хрупких созданий и привлек внимание своей фантастичностью их радужный окрас.     

Девочка с пузырями. Пьер Миньяр. 1674 г.

Купидон, пускающий мыльные пузыри. Рембранг Харменс ван Рейн. (1606 – 1669 гг)

Мальчик, пускающий мыльные пузыри. Франсис ван Мирис. 1663 г.

      -А что представляет собой  мыльный пузырь?   Рассмотрим его как физическое тело.  Представьте себе каплю воды, которая собирается на кончике пипетки.   Капля становится все больше и больше, и  наконец, она   отрывается от кончика пипетки.  Впечатление такое, что вода стекает в маленький эластичный мешочек, наподобие воздушного шарика.  Вокруг капли, естественно, нет никакого эластичного мешочка.  Но что-то же должно удерживать каплю в ее классической форме?  Должна же быть какая-то невидимая оболочка, какое - то нечто!   Это нечто - свойство воды и любой другой жидкости   называется поверхностным натяжением,  которое можно рассматривать как своеобразную «оболочку» воды.   

Мыльный пузырь - тонкая многослойная плёнка воды, наполненная воздухом, обычно в виде сферы с переливчатой поверхностью и существуют лишь несколько секунд. Немногие знают, что плёнка мыльного пузыря представляет собой одну из самых тонких вещей, какие доступны невооружённому зрению. «Тонкий, как волос» - означают огромную толщину рядом с толщиной стенки мыльного пузыря, которая в 5000 раз тоньше волоса.  

             На первый взгляд нам кажется, что мыльные пузыри абсолютно бесцветные, но на самом деле, если присмотреться к пузырьку получше, можно увидеть, что он переливается всеми цветами радуги.  Сначала плёнка бесцветная, так как имеет приблизительно равную толщину, которая постоянно меняется из-за гравитации,   жидкость стягивается в нижнюю часть так, что   мы можем наблюдать полосы различного цвета, которые движутся сверху вниз.   Это происходит благодаря явлению интерференции света.    

  Мыльные пузыри также являются физической иллюстрацией проблемы минимальной поверхности, сложной математической задачи, которая названа теоремой двойного пузыря.

  При погружении объемных рамок в мыльный раствор, получаются удивительные по красоте и форме пленки.   Казалось бы, должны получаться пленки, обтягивающие каркас. Но нет! В случае куба, тетраэдра, четырехугольной пирамиды и многих других фигур, пленки прикрепляются к ребрам и сходятся внутри.   При проектировке зданий крыши макетов выполняются в виде каркасов. Расчет проверяется с помощью мыльных пленок, которые формируются на них. С помощью таких рамок можно наглядно решать некоторые геометрические и архитектурные задачи.

   

-А может ли мыльный пузырь разбиться? Да, если его   заморозить!

         Я предлагаю Вам  вернуться   в  детство - яркое, красивое, веселое, когда   развлекаясь  ради забавы, вы пускали мыльные пузыри!   Приглашаем  всех в научную лабораторию, где, побывав в роли исследователя,     узнаете много нового о   простом, на первый взгляд, мыльном пузыре.  

 

 

Результаты исследования:

			В нем столько блеску было! Была такая спесь! А он - воды и мыла Раздувшаяся смесь!

      Когда будете наблюдать за мыльными пузырями в следующий раз, вспомните, что видите не сам пузырь, а красивейшие световые эффекты в нем, ведь сам пузырь теоретически увидеть невозможно! Если только у вас нет микроскопа с увеличением в 40000 раз…