мехур

Балон на - тънък слой от многослоен сапунена вода, пълни с въздух, обикновено под формата на сфери с преливащи повърхност. Bubbles обикновено има само няколко секунди и се пукат при допир или спонтанно. Те често се използват в своите игри деца.

Поради крехкостта на балона е станала синоним на нещо привлекателно, но безсмислени и краткотрайно. Понякога запаси в развиващите се пазари в сравнение с сапунени мехури, в случай на изкуствено завишаване на стойностите им са посочени като "преувеличени".

Структурата на стената на балона

Балон филм се състои от тънък слой вода, сключен между два слоя от молекули, предимно сапун. Тези слоеве съдържат молекули, една от които е хидрофилен. и други хидрофобни. Хидрофилната част се изтегля с тънък слой вода, докато хидрофобна, обратно, се изтласква. В резултат, слоевете са образувани, които защитават срещу бързото изпаряване на водата и намаляване на повърхностното напрежение.

балон филм

напрежение и форма Повърхностни

Балон съществува, тъй като повърхността на течност (вода в този случай) има определена повърхностното напрежение. което прави поведението на повърхността подобно на поведението на нещо гъвкави. Въпреки това, на балона прави само на вода, нестабилни и бързо се разпада. За да се стабилизира състоянието му, се разтваря във вода никакви повърхностно активни вещества. например сапун. Една обща погрешно схващане е, че сапун увеличава повърхностното напрежение на водата. В действителност, това прави точно обратното: намалява повърхностното напрежение до около една трета от повърхностното напрежение на чиста вода. Когато филм сапун се разтяга, концентрацията на сапун молекули на повърхността се намалява, увеличаване на повърхностното напрежение. По този начин, сапун избирателно укрепва най-слабите части на балона, не им позволява да се простират по-далеч. В допълнение, сапуна предпазва водата от изпаряване, като по този начин живота на балона още повече.

формата на мехур сферична също се получава в резултат на повърхностното напрежение. напрежение сила образува сфера, така че областта е най-ниската повърхност за даден обем. Тази форма може да бъде значително нарушава от въздушни течения и по метода на надуване на пикочния мехур. Все пак, ако ви оставя плувката балон в спокоен въздух, формата си в най-скоро става близо до сферична.

замразяване мехурчета

Съединение мехурчета

Има доказателства за мехурчета замразяване при -10 ° С [1]. За да се предотврати разрушаването на пикочния мехур по време на замразяването, се препоръчва надуване балон температура на външния въздух (например, бързо преместване пръстени), отколкото топъл въздух от устата.

Ако се издуват пикочния мехур при температура от -15 ° С замръзва при контакт с повърхността. Въздухът във вътрешността на балона постепенно ще изтече и в крайна сметка разпадането балон под собствената си тежест.

При температура от -25 ° С до замразяване на мехурчета във въздуха и могат да бъдат разделени, когато падне на земята. Ако при тази температура в топъл въздух за надуване на пикочния мехур, замръзва почти идеално сферична форма, но тъй като въздухът се охлажда и се редуцира по обем, балонът може да бъде частично разрушена и неговата форма ще бъде нарушена. Bubbles, завишени при тази температура, винаги ще бъдат малки, тъй като те бързо ще се замразява, а ако те продължават да се надува, а след това те да се пръсне.

Комбинирането на мехурчета

При свързване на два мехур, те са под формата на възможно най-малко областта повърхност. Тяхната обща стена ще изпъква навътре по-голям балон, тъй като по-малък балон има голяма средна кривина и по-голямо вътрешно налягане. Ако мехурчетата със същия размер, тяхната обща стена е равнинна.

Правилата, които управляват мехурчетата, когато се комбинира, Експериментално бяха определени в белгийския физик на XIX век Йосиф плато и доказали математически през 1976 г. от Жан Тейлър.

Сапун филми са по части гладка повърхност, средната кривина, която е константа на всяка гладка част.
Ако повече от три мехурчета, те са разположени така, че в близост до единия край може да бъде свързан само три стени, при което ъглите между тях са равни на 120 °, по силата на повърхностното напрежение, равно на всеки контакт повърхност.
Линиите на пресичане на повърхности се пресичат в една точка на четири парчета, с ъгъл между всеки две е равно на ARccOS (-1/3) ≈109,47 °.

Bubbles не се подчиняват на тези правила, по принцип може да се формира, обаче, ще бъде много нестабилни и бързо да вземат правилната форма или унищожени. Пчели. които водят до намаляване на притока на восък. свързаното клетка в кошера е под ъгъл от 120 °. при което се образува, редовни шестоъгълници.

Смущения и размисъл

Отражение на облаци в балон

Преливащи "Дъга" цветни мехурчета са наблюдавани поради намесата на светлинните вълни определят от дебелината и сапун филм.

Когато светлинния лъч преминава през тънък филм балон, част от него се отразява от външната повърхност, образуваща първа светлина, докато другата част прониква филма и е отразена от вътрешната повърхност, образуваща втори лъч. Наблюдавани при отразяване на светлина, цвят се определя от намесата на двете греди. Тъй като всеки преминаване на светлина през филма създава преминаването фаза е пропорционална на дебелината на филма и обратно пропорционален на дължината на вълната, резултат на смущения зависи от две променливи. Отразената се добавят някои вълни във фаза а другият в antiphase и получената бяла светлина натъкват филм, се отразява с оттенък в зависимост от дебелината на филма.

Веднага след като филмът става по-тънка в резултат на изпарението на водата, то е възможно да се наблюдава промяна на цветовете балон. Най-тънко фолио от бяла светлина премахва червения компонент, като по този начин оттенъка на отразената светлина от синьо-зелено. А по-тънък филм премахва жълто (оставяйки синя светлина), а след това зелено (оставяйки магента), а след това синьо (оставяйки златисто-жълто). В края на стената на пикочния мехур стават по-тънки от дължината на вълната на видимата светлина, което отразява всичко, видима светлина, се образуват в обратното и ние да престанем да гледаме отражението на всички (на тъмен фон пейзаж, тази част на балона прилича на "черно петно"). Когато това се случи, дебелината на балон стена на по-малко от 25 нанометра. и балонът може да се спука скоро.

смущения ефект също зависи от ъгъла, под който светлинния лъч срещне филм балон. По този начин, дори ако дебелината на стената е една и съща навсякъде, ние все още ще сме виждали най-различни цветове, поради движението на балона. Но дебелината на пикочния мехур се променя непрекъснато в резултат на гравитацията, която дърпа течността в долната част, така че ние обикновено могат да гледат ленти в различни цветове, които се движат нагоре и надолу.

В тази схема, светлинния лъч се сблъсква с повърхността на точка X. част от светлината се отразява и част преминава през външната повърхност и се отразява от вътрешната страна.

В тази схема, две греди на червена светлина са показани (греди 1 и 2). И двете греди са разделени на две, но ние се интересуваме от само тези части, които са показани с плътни линии. Да разгледаме лъч, излъчвана от точка Y. на Тя се състои от две греди припокриващи се един от друг: 1 част на снопа, което е преминало през стената на пикочния мехур и част от греда 2, която се отразява от външната повърхност. Гредата минаваща през точка XOY на изминатото вече греда 2. Например, се случи така, че дължината XOY пропорционален на дължината на вълната на червена светлина, така че двете греди са оформени във фаза.

Тази схема е подобен на предходния, с изключение на дължината на вълната на светлината е различно. По това време, на разстояние XOY непропорционално дължина на вълната и лъчи се формират в опозиция. В резултат на синя светлина не се отразява от пикочния мехур на дебелина на стената.

Този компютър изображение показва цветовете отразени тънък слой вода, осветена от неполяризирана бяла светлина.

Сапун мехурчета форма пяна

балон филм винаги е стремеж за намаляване на площ. Това се дължи на факта, че свободната енергия на течния слой е пропорционална на квадрата на неговата повърхност и се стреми да постигне по-малко:

където σ - повърхностно напрежение вещество, и S - площ на повърхността на филма. Оптималната формата на отделен балон - сфера, но няколко мехурчета, обединени заедно, имат много по-сложна форма.

Как се прави сапунени мехури

Най-лесният начин - да се използват специални течности сапунени мехури (който се продава като играчка) или просто се смесват препарат за съдове с вода. Но последния метод не може да даде толкова добри резултати, което бихме искали да получите балон на миене на съдове бързо ще се спука. Ето защо, по-долу са някои техники, за да помогнат за подобряване на резултата:

елементи

Вещества, които намаляват повърхностното напрежение на водата, например течен сапун или шампоан бебе. Колкото по-чист сапун (чист парфюм или други добавки), може да се получи по-добре резултата.
Вещества уплътнителни вода. Най-често използваният глицерин (която можете да си купите в аптека). Можете да използвате и захар. който е по-разтворим в топла вода. Въпреки това, плътността на водата може да бъде твърде голям, така че е важно да се наблюдава умерено.
Дестилирана вода. Вода кран съдържа калциеви йони, които се свързват сапун. влиянието на този ефект върху качеството на балона е много по-ниска, когато се използва дестилирана вода.

Ако се остави отворена сместа в продължение на няколко часа, нейната плътност ще бъде по-високо също. Но, отново, ако стане твърде висока, тя ще бъде трудно да се взриви мехурчета.
По-добре е да се избегне мехурчета или пяна върху повърхността на сместа, леко да ги премахнете или просто чака, докато не изчезне.
Е, колко лесно е да се направи мехурчета, това зависи от много различни фактори. Други сапун, различни условия на околната среда, например, е по-добре да се избегне прашен въздух или вятър. Също така, колкото по-висока влажност на въздуха, толкова по-добре, така че по-добре да се направи мехурчета в дъждовен ден. С други думи, най-добрият начин да се намери идеалното решение - това е проба-грешка.
От голямо значение е материала и формата на тръби или пръстените за разпенващ мехурчета. Пръстенът се използва за създаване на множество относително малки мехурчета. Tube да се създаде един голям балон. Ако използването на тръба картон с дебели стени с дебелина 1,5-2 мм и вътрешен диаметър 10-12 мм, е възможно да се получи дълъг живот (до няколко минути) и обвързан с тръба балон, с размери по-големи от 30 cm. Използването на голям вътрешен диаметър позволява запазването въздух в достатъчно количество и при минимална скорост, намаляване на риска от колебания в пикочния мехур и неговата плъзгаща с тръбата. Дебела картон стена - може да "резерв" по-голямо количество от разтвора, поради абсорбция, като по този начин се надува балон в този процес. Въпреки това, прекомерно количество течност може да доведе до образуването на капки на дъното на балона и "неуспех" поради големия тегло. дължина на тръбата е избран поотделно, като кратко тръба (8-10 см) е по-лесно да работи и да се компенсират балон трептения, за неговото задържане, и по-дълъг (15-20 см или повече) позволява неутрализира въздушни потоци, генерирани по време на вдишване и издишване на въздуха, може да "разклаща" и откачам балона. Конкуренцията в размерите на балон - тиха и съзерцателен дейност, инфлацията на много малки мехурчета - забавно действие.

Показване на балончетата

Показване на балончетата - това е забавно, и изкуство. Създаване на ефектни мехурчета изисква актьора високо ниво на умение, както и способността да се подготви сапунен разтвор в перфектно качество. Някои художници създават гигантски балони, често обгръща предмети или дори хора. Други успяват да създадат мехурчета във формата на куб. тетраедри и други форми. Често, за повишаване на визуален ефект, мехурчета изпълни с дим или горивен газ, заедно с лазерна светлина, или открит пламък.