Мыльный пузырь

Все, казалось бы, рассказал про мыльный пузырь в своих стихах С. Я. Маршак. Есть даже намек на переносное значение, когда про какого-либо человека говорят: "Надулся, словно мыльный пузырь!" Но у мыльного пузыря есть не только худая слава. Английский ученый лорд Кельвин, живший в прошлом веке, однажды сказал: "Выдуйте мыльный пузырь и смотрите на него: вы можете заниматься всю жизнь его изучением, не переставая извлекать из него уроки физики". И это действительно так. Шар из мыльной пленки кажется разноцветным благодаря интерференции – отражению лучей света от его внешней и внутренней поверхностей.

Замороженный мыльный пузырь покрывается тончайшей пленкой, словно яичной скорлупой

Замороженный мыльный пузырь покрывается тончайшей пленкой, словно яичной скорлупой. И если бросить такой шар на пол, расколется только "скорлупа", а сама оболочка остается невредимой. Ну, а если поместить его над пламенем спиртовки, шар тоже не лопнет, а скорее всего, станет испаряться, уменьшаясь в размерах. Ученые знают, представление о недолговечности мыльных пузырей, строго говоря, не соответствует истине. Изобретатель всем известной колбы для термоса Джеймс Дьюар пробовал "консервировать" мыльные пузыри в специальных герметических емкостях, и они сохранялись там по месяцу и дольше. А недавно из одной американской лаборатории пришло сообщение: один из мыльных шаров просуществовал 340 суток – почти год!

Плёнка мыльного пузыря состоит из тонкого слоя воды, заключённого между двумя слоями молекул, чаще всего мыла. Эти слои содержат в себе молекулы, одна часть которых является гидрофильной, а другая гидрофобной. 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 поверхностное натяжение.

Мыльный пузырь не обязательно имеет шаровидную форму. Мыльная пленка, натянутая на каркасы, может принимать самые невероятные формы. Этим свойством широко используются архитекторы и конструкторы. Они знают, что натянутая пленка подскажет им самую экономичную и устойчивую конструкцию покрытия, которую можно создать при минимальном расходе материала.

Родственник мыльного пузыря – аэростат используется для разведки погоды и увлекательных воздушных путешествий. В горной промышленности с помощью пузырьков, но воздушных, проводят флотацию: процесс обогащения горных руд. Пузырьки в растворе обволакивают частички руды и поднимают ее на поверхность, а пустая порода остается на дне. Изучая лопающиеся пузырьки, ученые пришли к пониманию процессов кавитации. Когда такое происходит в воде, давление меняется очень резко, отчего может разрушиться даже металл, скажем, гребной винт корабля.

Когда два пузыря соединяются, они принимают форму с наименьшей возможной площадью поверхности. Их общая стенка будет выпячиваться внутрь большего пузыря, так как меньший мыльный пузырь имеет большую среднюю кривизну и большее внутреннее давление. Если пузыри одинакового размера, их общая стенка будет плоской. Правила, которым подчиняются пузыри при соединении, были экспериментально установлены в 19 веке бельгийским физиком Жозефом Плато и доказаны математически в 1976 г. Жаном Тейлором. Вот ведь, оказывается, какой он удивительный, простой мыльный пузырь.

Инструменты