泡泡是怎么形成的?泡泡为什么色彩斑斓?

2021-08-30 15:55:27
来源:中国化工报

数学家为它想破头,物理学家因它争不休,化学家还没琢磨透……是什么让科学家们这么为难?答案就是泡泡!

没错,就是我们都玩过的,用吸管蘸一些肥皂水就能吹出来的泡泡。别小看这简单的泡泡,里面可蕴含着丰富的科学世界!

泡泡是怎么形成的?

查看一下包装信息,你会注意到在配料表一栏写着“表面活性剂”,这就是能吹出泡泡的秘密。

表面活性剂是由一种长得像豆芽的分子组成的物质。“豆芽”分子的大头和水的关系非常好,遇到水就抱住不放,而豆芽的尾巴却讨厌水,希望离水越远越好。当表面活性剂的“豆芽”分子遇到水之后,“豆芽”的头部就齐整整地排列在水面上了,尾巴则翘起来远离水。

当你用吸管蘸了溶液开始吹时,空气把水吹开了,“豆芽”分子迅速重新分布,在薄薄的水层上、下表面分列成两层,把水夹在中间,形成薄薄的一层膜,两边均是表面活性剂分子,就像一个三明治一样,两边的“豆芽”分子手拉着手围着中间的水层,呈现出很好的韧性和延展性,中间的水膜为了保障自己的稳定,把总面积缩为最小,就形成了泡泡。

泡泡为什么色彩斑斓?

你仔细观察过自己吹的泡泡吗?如果观察仔细些,你会发现,并不一定每个泡泡都是五彩缤纷的,有的泡泡表面灰暗,这是怎么回事?

是光照的原因吗?通过实验我们会发现,在不同的光源条件下观察泡泡,比如白炽灯、节能灯、阳光,泡泡总是有的时候彩色,有的时候灰暗。看来光源的类别对泡泡表面的颜色影响不大。

是调配泡泡的洗涤灵或肥皂水不同吗?你仍可以做实验来验证,但结果一样会告诉你,这和泡泡的配料也无关。那到底是什么夺走了这些泡泡的斑斓?

原来,当光线进入泡泡的上层水面时,一部分会被反射,另一部分会继续射到下面的水层,并在这层再次反射。先后两次反射的光线“前后脚出发,并排向前走”,有的时候碰在一起,彼此平息,颜色就暗淡;有的时候撞到一块,前簇后拥,反而更加热闹,颜色就愈加斑斓。

那么,究竟什么时候会碰到呢?这取决于泡泡的膜层厚度。如果泡泡膜层的薄厚程度刚好能让射入的光线发生恰到好处的干涉,那就会出现斑斓。

关键词: 色彩斑斓 泡泡 形成 膜层

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