Познавательно-игровая программа "Мыльная опера"

Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования детский эколого-биологический центр «Натуралист»

Лагерь с дневным пребыванием детей «Академия детского счастья»

Познавательно-игровая программа

МЫЛЬНАЯ ОПЕРА

                                                                                            Разработала:

                                                                                          Махманазарова Зульфия Ахмадовна

                                                                                          педагог дополнительного образования

                                                                   г. Амурск 2018г

«Мыльная опера»

познавательно - игровая программа

рассчитана на детей в возрасте от 7 до 12 лет

Цель: Производство крепких мыльных пузырей. Освоение техники по изготовлению мыльных пузырей (м/п).

Задачи:

 - познакомить с историей происхождения м/п;

- познакомить с составом и свойствами м/п;

- приготовить раствор для м/п;

- в бытовых условиях провести опыты по надуванию м/п в разных техниках;

- научиться рисовать мыльными пузырями, творческое мышление на ассоциации.

Оборудование и реактивы:

- мыльная основа (ПАВ);

- глицерин;

-сахарный сироп;

- соломинка для коктейля;

- воронка бытовая;

- палочка диаметром 1,5 см длинной 30 -50 см (или каркас от сачка);

- нить шерстяная длинной 20-30 см;

- краски акварельные или гуашь;

- листы бумаги для рисования.

Ход мероприятия:

       Для эффекта праздника лучше, если педагог будет одет в костюм клоуна или любой другой. Разработка имеет презентацию и приложение рецептов для основы м/п. Занятия можно провести как по станциям, так и по очереди в виде небольших лабораторных работ в зависимости от количества детей.

Введение

        Каждый из нас, конечно же, пускал мыльные пузыри. Дело это очень нехитрое, доступное даже совсем маленьким детям. При этом процесс надувания мыльных пузырей, не только увлекательное занятие, но и очень полезное – способствующее развитию легких и даже речи у малышей. Баночку с мыльными пузырями, сейчас легко можно купить в магазине. Но очень часто она быстро заканчивается или еще хуже проливается, если пузыри выдувает маленький ребенок. Так зачем же покупать? Давйте сделаем сами! И узнаем секреты этого увлекательного занятия.

Глава 1. История появления мыльных пузырей

       Существует легенда о том «Кто придумал пускать мыльные пузыри?»: в один прекрасный день, когда наконец-то создали мыло король, ничуть не шутя, приказал всем вымыться мылом под страхом смертной казни. И все в этот день намылили мочалки. Только один старый сапожник по имени Пумпатус сидел, спрятавшись, в своей сапожной будке. Больше всего на свете Пумпатус не любил мыть шею. За окном послышались шаги. Два огромных стражника взяли Пумпатуса подмышки и через пять минут уже подвели его к городской тюрьме. В комнате, где заперли Пумпатуса, была ванна с мыльной пеной и много полотенец. «Согласен?» – спросили его два огромных стражника. «Ни за что!» – отвечал Пумпатус. И его оставили, чтобы он в последний раз выкурил свою трубку. Пумпатус затянулся и вдруг увидел, что из трубки вылетел прекрасный прозрачный шар. Шар вылетел в окно и засиял на Солнце: в нём прыгали маленькие радуги. За первым шаром вылетел второй... Пумпатус во все глаза смотрел на происходящее чудо.   Прохожие внизу тоже задрали головы, чтобы посмотреть на это. Вскоре собралась толпа, и начался переполох. О том, что Пумпатуса должны были казнить, все, конечно, и думать забыли. Профессор, которого пригласили во всём разобраться, осмотрел трубку Пумпатуса. «В трубку попала мыльная пена. Вот в чём дело», – объявил профессор толпе под окном. Пумпатуса, конечно, не казнили, а после этого мыльные пузыри стали популярны не только в одном маленьком королевстве, но и в целом мире!

         Выдуванием мыльных пузырей занимались еще в древности. Например, при раскопках античных терм в Помпеях под слоями пепла, извергнутого Везувием, археологи обнаружили необычные фрески, которые изображали детей, играющих с мыльными пузырями.

          Также в Китае найдены старинные папирусы,  на них были изображены несколько людей, которые выдували мыльные пузыри из трубочек, сделанных из глины.

В ХIX веке люди приспособились делать мыльные пузыри более просто. После стирки мыльную воду использовали для игр детей.

В 1886 году Британская компания по производству мыла Pears Soap Company впервые стала производить жидкость для мыльных пузырей и для рекламы использовала знаменитую картину Джона Миллеса «Пузыри».

Джон Миллес (1829-1896) «Пузыри»

Интересно, что эта реклама стала настолько популярна, что мальчик, изображенный на картине, до конца жизни носил прозвище "Bubbles", что в переводе означает "пузырьки". Со времени появления той рекламы популярность мыльных пузырей не ослабевала, а постоянно росла. Если в самом начале мыльные пузыри продавались только в магазинах этой фирмы, то вскоре их можно было купить почти за бесценок у любого уличного торговца.

Компания «Chemtoy», которая ранее занималась продажей чистящих средств, в 40-х годах XX века начала выпуск жидкости, предназначенной для выдувания мыльных пузырей. Но настоящий бум на мыльные пузыри настал в 60-х годах ХХ века. Для хиппи – «детей цветов» –мыльные пузыри стали символом мира и гармонии.

На этом история мыльных пузырей не закончилась, в ХХI веке – веке технического прогресса надувание мыльных пузырей стало автоматическим, для этого были придуманы различные генераторные установки, позволяющие выпускать большое количество пузырей в минуту.

Глав 2. Научные тайны мыльных пузырей

Чтобы попытаться приоткрыть завесу тайны мыльных пузырей, мы сформулировали для себя следующие вопросы и попытались найти ответы на них, в том числе используя современные научные представления.

Что собой представляет мыльный пузырь?

Мыльный пузырь – тонкая многослойная пленка мыльной воды, наполненная воздухом, обычно в виде сферы с переливчатой  поверхностью. Мыльные пузыри обычно существуют лишь несколько секунд и лопаются при прикосновении или самопроизвольно [7].

В переносном смысле «мыльными пузырями» принято называть привлекательные, но недолговечные идеи и проекты.

Пленка пузыря состоит из тонкого слоя воды, заключенного между двумя слоями молекул поверхностно-активных веществ (или сокращенно ПАВ), чаще всего мыла (см. рис.1). Особенность молекул ПАВ в том, что они состоят из двух частей. Одна часть которых является гидрофильной («любящей воду»), а другая гидрофобной («боящейся воды») (см. рис.2).

Рис.1 Строение мыльной пленки пузыря

Рис. 2 Строение молекул ПАВ

Гидрофильная часть привлекается тонким слоем воды, в то время как гидрофобная, наоборот, выталкивается. В результате образуются слои, защищающие воду от быстрого испарения, а также уменьшающие ее поверхностное натяжение.

От чего зависит прочность мыльных пузырей?

Пузырь существует потому, что поверхность любой жидкости (в данном случае воды) имеет некоторое поверхностное натяжение, которое делает поведение поверхности похожим на поведение эластичной пленки, например, резиновой. Однако, пузырь, сделанный только из воды, нестабилен и быстро лопается. Для того чтобы стабилизировать его состояние, в воде растворяют какие-нибудь ПАВ, например, мыло. Мыла или ПАВ снижают поверхностное натяжение воды в 2-4 раза. Под действием движения воздуха шарообразная поверхность мыльного пузыря искажается, хотя его объем – сохраняется прежним. Искажение поверхности приводит к росту площади мыльной пленки, она в некоторых местах растягивается. Концентрация молекул ПАВ на поверхности пленки в местах растяжения снижается, а поверхностное натяжение – растет. Возникает движение раствора в пленке, стабилизирующее пузырь – обратная связь, увеличивающая устойчивость мыльного пузыря.

При этом состав раствора для пузырей подобран специально, чтобы пленка была более прочной и более упругой. Эта пленка на поверхности жидкости всегда туго натянута. Поэтому и явление называют поверхностным натяжением.

 

 

Почему мыльные пузыри круглые?

Причина этому – силы поверхностного натяжения жидкости. Они возникают между частицами воды. Частицы воды или другой жидкости притягиваясь, друг к другу, стремятся сблизиться. Каждая частица на поверх­ности притягивается остальными частицами, находящимися внутри жидкости, и поэтому устремляются друг к другу (см. рис.3).

Рис.3 Схема действия сил поверхностного натяжения в системе жидкость - газ

Так как частицы жидкости могут свободно перескакивать из одного положения в другое, то она принимает такую форму, при которой число частиц на поверхности минимально. А минимальную площадь поверхности при данном объеме имеет шар.

Именно за счет поверхностного натяжения получается сферическая форма пузыря. Эта форма может быть существенно искажена потоками воздуха и самим процессом надувания пузыря. Однако, если оставить пузырь, свободно парить в воздухе, его форма очень скоро станет близкой к сферической.

.

Какого цвета мыльные пузыри? Цвет пузырей – это всего лишь оптический обман. На самом деле они бесцветны. Переливчатые «радужные» цвета мыльных пузырей получаются за счет интерференции1 световых волн и определяются толщиной мыльной пленки.

Когда свет проходит сквозь тонкую плёнку пузыря, часть его отражается от внешней поверхности, в то время как другая часть проникает внутрь плёнки и отражается от внутренней поверхности (см. рис.4). Наблюдаемый в отражении цвет излучения определяется интерференцией этих двух отражений.

Рис. 4 Схема интерференции света в мыльной пленке пузыря

По мере того, как пленка становится тоньше из-за испарения воды, можно наблюдать изменение цвета пузыря. Более толстая пленка убирает из белого света красный компонент, делая тем самым оттенок отраженного света сине-зеленым. Более тонкая пленка убирает желтый (оставляя синий свет), затем зеленый (оставляя пурпурный), и затем синий (оставляя золотисто-желтый).

В конце концов, стенка пузыря становится тоньше, чем длина волны видимого света, все отражающиеся волны видимого света складываются в противофазе и мы перестаем видеть отражение совсем (на темном фоне эта часть пузыря выглядит «черным пятном»). Когда это происходит, толщина стенки мыльного пузыря меньше 25 нанометров, и пузырь, скорее всего, скоро лопнет.

Эффект интерференции также зависит от угла, с которым луч света сталкивается с пленкой пузыря. И даже если бы толщина стенки была везде одинаковой, мы бы все равно наблюдали различные цвета из-за движения пузыря. Но толщина пузыря постоянно меняется из-за гравитации, которая стягивает жидкость в нижнюю часть так, что обычно мы можем наблюдать полосы различного цвета, двигающиеся сверху вниз.

Как долго «живут» мыльные пузыри?

Раньше бытовало мнение, что «жизнь» мыльного пузыря быстротечна. Однако это представление развеял изобретатель англичанин Джейм Дьюар. Он провел эксперимент и попробовал законсервировать пузыри в особых герметичных емкостях, надежно защитив их от внешних воздействий. Оказалось, что мыльные пузыри могут сохраняться по месяцу и даже более.

У одного из преподавателей физики в американском штате Индиана мыльный пузырь, помещенный в стеклянную банку, «прожил» целых 340 дней. Есть сведения, что под стеклянным колпаком воздушные шары из мыла хранятся по многу лет.

Как лопаются пузыри?

Некоторые ученые всячески консервировали мыльные пузыри, храня их на протяжении нескольких суток и даже месяцев, но какой бы продолжительной не была жизнь мыльного пузыря, рано или поздно он все равно лопается. Задумывались ли вы над тем, как это происходит? Вначале нижняя часть пузыря будет утолщаться, а центральная верхняя – утончаться. Это отчетливо видно по потокам жидкости, меняющим пятнистую окраску пузыря. В какой-то момент пузырь лопнет. Нам кажется, что это мгновенное действие, но на самом деле мы видим лишь заключительную стадию – пузырь превращается в совокупность капель, расположенных по периметру. Как правило, очаг разрушения, разрушения оказывается в верхнем, самом тонком месте пленки.

Интересные факты о мыльных пузырях

·         Подсчитано, что из капли мыльной воды в 1 мм куб можно выдуть пузырь диаметром 20 см, а 1 мл раствора хватит на пузырь диаметром 6 м.

·         Житель Швейцарии Ханс Рудольф Сутер выдул мыльный пузырь в длину более чем на 4 метра. Впоследствии его имя было внесено в «Книгу рекордов Гиннеса».

·         Этот рекорд побил новозеландец Алан Маккей, который в августе 1996 г. смог вытянуть самый длинный мыльный пузырь – в 32 метра длиной.

·         В 1997 г. – Фэн Янг соорудил самую большую в мире стену из мыльных пузырей высотой около 48 м и площадью 370 м².

·         Еще один рекорд поставил англичанин Сэм Хист, который подходит к делу создания пузырей с удивительным энтузиазмом. Он даже провозгласил себя «ученым-пузыреологом» (bubbleologist). Сэм научился выдувать пузыри поистине невероятных размеров.

Так, в 2007 г. он тоже попал в Книгу рекордом, надув пузырь высотой 1,5 м и шириной 3,3 м, в котором свободно разместились 50 человек.

·         Оказывается, 10 мая в Самаре празднуют День мыльных пузырей.

·         В Японии традиция выдувать мыльные пузыри насчитывает уже не одно столетие. В этой стране наборы для выдувания мыльных пузырей продают с 1677 года.

·         Жидкость для выдувания мыльных пузырей - самая продаваемая игрушка в мире. Ежегодно скупается более 200 миллионов пузырьков с этой волшебной жидкостью.

·         Существует нетрадиционная техника рисования – рисование мыльными пузырями.

·         Обращали ли вы внимание, что мыльные пузыри зимой при выдувании поднимаются вверх, а летом падают вниз? Это происходит от того, что теплый воздух легче холодного и зимой разница между температурой воздуха в комнате (особенно вблизи окон) и выдуваемого вами в пузырь достаточна, чтобы преодолеть тяжесть его оболочки. Наполняя мыльные пузыри водородом, можно увидеть их летящими ввысь и в самый жаркий летний день. Это объясняется тем, что легкий летний воздух тяжелее водорода.

·         Заморозить, чтобы затем воскресить мыльный пузырь, ученым удалось сравнительно недавно. Эксперименты показали, что пузыри замерзают при температуре около -7 градусов по Цельсию. Пленка при этом сохраняет пластические свойства, и при падении на землю пузырь не разбивается на множество осколков, как стеклянный елочный шарик: на пузыре образуются видимые невооруженным глазом вмятины, а при сильном ударе он  распадается на  скрученные в  трубочки формы.

Для начала кристаллизации мыльного пузыря на морозе достаточно сверху бросить на него снежинку, как от нее во все стороны побегут бусинки льда. Пузырь замерзнет также, если его аккуратно положить на снег. Вот какой удивительный  обыкновенный мыльный пузырь!

Ход игры

Станция 1 «Лабораториум»

Реактивы и оборудование:

- мыльная основа;

- вода;

- емкость для мыльной основы 3 шт.;

- соломинка для коктеля;

- сахарный сироп;

- глицерин.

В 3 емкости наливаем мыльный раствор. 1-ю емкость оставляем без изменений, во 2 –ю добавляем сахарный  сироп, в 3 –ю глицерин. 

Коктельную трубочку на конце надрезать ножницами в виде «солнышка» (от 0,5 до 1 см) для наилучшего выдувания пузырей.

Из трех растворов по очереди выдувать м/п и сравнивать.

Вывод: при добавлении сахарного сиропа в мыльную основу пузыри получаются мелкие и яркие по цвету. С глицерином – большие и крепкие.

Станция 2 «Воздушные замки»

Реактивы и оборудование:

- мыльная основа;

- вода;

- разнос (поддон);

- соломинка для коктеля;

- воронка бытовая.

На разнос налить немного мыльной основы, что б дно прикрылось. С помощью воронки выдуть большой пузырь на разносе. Далее при  помощи коктельной трубочки выдуть пузырь внутри большого пузыря, внутри этого еще выдуть пузырь, и так до того момента пока пространство внутри первого большого пузыря не заполниться. Таким образом, можно построить «башню», а если пузыри выдувать рядом один с другим, то получаются «цветы». Или то на что у Вас хватит фантазии.

Станция 3 «Мыльная фиерия»

Реактивы и оборудование:

- мыльная основа;

- небольшой тазик или подобная емкость;

- разнос (поддон);

- шерстяная нить;

- палочки от 30-50 см.

Из палочек и нити сделать конструкцию на подобие «экрана». Привязать к началу палочки нить одним концом, другой конец нити к началу 2-ой палочки. Также сделать со второй нитью, но нить крепить к середине этих же палочек. Далее этим импровизированным «экраном» зачерпнуть мыльную основу из тазика. Между ниток и палочек должна образоваться пленка, взмахом рук вверх выдувается огромный пузырь. В зависимости от от длины палочек и нитей варьируется размер пузырей. Также за основу можно использовать каркас от ракеток в банбинтон и сачков.

Станция 4 «Фантазеры»

Реактивы и оборудование:

- мыльная основа;

- вода;

- акварельные краски или гуашь;

- соломинка для коктеля;

- бумага для рисования.

В мыльную основу добавить краситель и  с помощью трубочки выдувать м/п на лист бумаги. Рисунок получается разным и не обычным все зависит от воображения. Можно и по другому принципу рисовать, в стаканчик налить немного мыльной основы, с помощью трубочки выдуть «шапку» м/п. Затем лист бумаги прислонить к «шапке» из м/п. Получается отпечаток, его можно дополнить м/п или дорисовать. Здесь главное ассоциация и воображение.

Приложение 1

Рецепты «надежных» мыльных пузырей

Рецепт 1

§  600 мл дистиллированной воды;

§  200 мл моющего средства «Ферри»;

§  100 мл глицерина.

Рецепт 2

§  1 литр дистиллированной воды;

§  немного разрыхлителя для теста;

§  25 мл глицерина;

§  2 ложки сахара;

§  200-300 мл моющего средства Fairy.

Рецепт 3

§  800 мл дистиллированной воды;

§  200 мл средства для мытья посуды;

§  100 мл глицерина;

§  50 гр сахара;

§  50 гр желатина.

Способ приготовления:

1.      Замачиваем желатин в воде и оставляем для набухания.

2.      Процеживаем и сливаем лишнюю воду.

3.      В разогретый теплый желатин добавляем сахар.

4.      Разбавляем получившуюся смесь небольшим количеством дистиллированной воды.

5.      Смешиваем все остальные ингредиенты и перемешиваем.

Рецепт 4

§  600 мл кипячёной воды (горячей);

§  300 мл глицерина;

§  20 капель нашатырного спирта;

§  50 гр любого моющего средства (порошком).

Способ приготовления:

1.      Смешиваем все ингредиенты и настаиваем 2-3 дня.

2.      Раствор фильтруем и на 12 часов  убираем в холодильник. Изготовленные таким образом пузыри получаются прочными и крупными.

Рецепт 5

§  800 мл дистиллированной воды (горячей);

§  200 мл густого средства для мытья посуды;

§  100 мл геля-лубриканта без примесей;

§  100 мл глицерина.

Несколько секретов  изготовления пузырей

Секрет 1

Нужно использовать мягкую воду для раствора. В жесткой воде содержится большое количество солей. В результате пузыри получаются хрупкими и недолговечными. Для устранения этого недостатка  можно прокипятить воду и дать ей отстояться, а лучше всего использовать  дистиллированную воду.

Секрет 2

Использовать для раствора теплую воду. В такой воде быстрее растворяются все ингредиенты.