11
Простые опыты с мыльными пленками и пузырями
Для опытов не требуется никакого сложного оборудования, поэтому их можно выполнять даже в домашних условиях.
Необходимые условия успешного проведения опытов — тщательная промышленка использованием стеклянной посуды и приготовление хорошего мыльного раствора. Лучше всего раствор готовить из разведенного в воде шампуня с добавлением небольшого количества чистого глицерина и крепкого нашатирного спирта.
В качестве узкой трубки для выдувания мыльных пузырей можно использовать пустой пластмассовыйстержень от шариковой авторучки со снятьм металлическим наконецником. Пузыри лучше выдувать небольших размеров и следить, чтобы на дне их не было капелек раствора. Если понадобится пузырь от конца трубки, это легко сделать быстро движением руки вертикально вверх.
После того, как вы приготовите все необходимое и потребируетесь в выдувания мыльных пузырей, приступайте к конкретным опытом.
- Выдайте мыльный пузырь, оторвите его от конца трубки и сразу же начните быстро движаться назад — сначала прямо, затем отклонясь то вправо, то влево. Пузырь будет все время следовать за вам!
Такое поведение пузыря связано с тем, что при резком движении человека между ним и пузырем создается область пониженного давления воздуха — сюда и устремляется мыльный пузырь.
-
Возьмите широкую стеклянную трубку (диаметром не менее 2 см). Выражьте из фольги круг диаметром чуть большие диаметра трубки. Смочив фольгу мыльным раствором, приложите ее к торцу трубки; другим концом трубку опускайте в глубокий сосуд с водой. Вскоре вы увидите, что «клапан» из фольги приоткрывается — это «работает» образованшийся на торце трубки мыльный пузырь, раздувающийся под действием скатого воздуха в трубке. Чем глубже погружается трубка в воду, тем на больший угол открывается «клапан». При некоторых глубоких погружения этот угол становится равным 90° (рис. 1).
-
Осторожно опустите мыльный пузырь на какую-нибудь плоскую смачивающую поверхность (например, на воду, бумагу или стекло) — благодаря смачиванию нижняя часть пузыря растечется по поверхности, и пузырь примет форму полушара.
Тепер на проводлом колце получите плоскую мыльную пленку и положите на нее мыльный пузырь, диаметр которого приблизительно равен диаметру колца. Вы увидите, что и пузырь, и плоская пленка изменили свою форму — получилась двояковыпуклая линия, обе половинки которой симметричны относительно плоскости проводочного колца.
- Возьмите оправу очков без стекол и опустите ее в мыльный раствор — оправа затянется двумя
12
плокими пленками. Если надеть такие очки, то окружающие предметы будут видны в естественном виде: не будет ни увеличения, ни уменьшения, ни ослабления видимости.
Видозмените опыт. Снова затяните оправу пленками и, расположив их в горизонтальной плоскости, на каждую из них опустите по мыльному пузирю (как в предыдущем опыте). Вы получите очки с двояковыпуклими мыльными линзами. Но вот что удивительно: через такие необыкновенные очки окружающие предметы пространства без всяких изменений, как и в случае с плоским пленками. Почему?
Дело в том, что мыльные линзы, по существу, — воздушные, так как между тончайшими сферическими мыльными пленками находится воздух. Световые лучи, проходящие через такую линзу, практические не преломляются.
- Можно ли вы получить плоскую мыльную пленку в пробирке, причем именно не на свободном конце, а внутри пробирки? Попробуйте это сделать. Предлагаем вам два способа.
a) Частчно заполните пробирку водой. Возьмите полоску бумаги и, смочив ее мыльным раствором, проведите его по торцу пробирки — торец затянется пленкой. Чтобы пленка вошла внутри пробирки, наклоните пробирку и сквозь пленку вылетите часть воды. Сколько вылетятся воды по высоте, настолько и опустится пленка.
Рис. 2.
- В пробирку налейте немного воды и нагрейте ее до кипения с помощью свечи или спиртовки. Отдвинуть нагреватель, затяните отверстие мыльной пленкой. Через некоторое время вы увидите, что пленка будет постепенно опускаться вовнутрь пробирки.
Объясняется это тем, что водяные пары при охлаждении конденсируются, под пленкой создается разряжение, куда и устремляется пленка. Для ускорения процесса опускания пробирку можно охлаждать проточной водой.
- Выдуйте на конце узкой трубочки мыльный пузирь. С помощью пластилина прикрепите свободный конец трубочки к лапке шатива или к какой-либо горизонтальной поперечине, расположенной на высоте примерно 20 см над поверхностью стола. С помощью медиинского шприца (или другой узкой трубочки) можно накачивать воздуха в пузирь или выкачивать его. Будут ли проискодить искажения формы пузирья?
Конечно, нет — это непосредственное следует из закона Паскала.
- Возьмите стеклянную баночку высотой 60 мм и наполните ее на 2/3 мыльным раствором. Закройте баночку пробкой, куда вставлены два электрода из медной проводки диаметром 1—2 мм и длиной 80 мм (рис. 2). Нижние концы электродов должны доходить до дна, но не соприкасаются с ним. Верхние концы согласно под углом 90° и с помощью подводящих проводов подключите электроды к батарейке для карманного фонаря. На катоде начут выделять необольшие пузирьи газа, которые, поднимаясь вверх, образуют на поверхности раствора пену. Какой газ заключен в пузирьах? Будут ли выделяться пузирьи, если вместе мыльного раствора в баночку налить спирт, глицерин, керосин?
Чтобы ответить на эти вопросы, достаточно вспомнить, что при замыкании электрической цепи происходит электролиз воды, так что на катоде выделяется водород. А в спирте, глицерин и керосин пузирьи вообще не возникнут, поскольку продукт электролиза совсем другие.