Исследовательский проект на тему: "МАЛЕНЬКОЕ ЧУДО У ВАС ДОМА! ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ МЫЛЬНОГО ПУЗЫРЯ"

РЕГИОНАЛЬНЫЙ СИМПОЗИУМ

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ ПРОЕКТОВ

ОБУЧАЮЩИХСЯ

«МОИ ИССЛЕДОВАНИЯ – РОДНОМУ КРАЮ»

Секция: Математическая

Тема работы

МАЛЕНЬКОЕ ЧУДО У ВАС ДОМА!

ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ МЫЛЬНОГО ПУЗЫРЯ.

Автор: Хазеева Ангелина Денисовна

Научный руководитель:

Хазеева Нелли Васильевна,

учитель информатики и физики,

старшая вожатая

Место выполнения работы:

МОУ «Колосковская СОШ»

Валуйского района

Белгородской области

2023

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 2

Глава 1. Теоретическая часть 4 

1. Интересные факты из истории мыльных пузырей 5

2. Строение мыльного пузыря 6

3. Физические основы мыльного пузыря 7

4. Интерференция и отражения 9

5. Антипузыри. «­Мыльный пузырь наоборот» 10

6. Применение мыльных пузырей 12

Глава 2. Практическая часть 12

2.1. Мыльные растворы 12

2.2. Результаты исследования и их анализ 13

2.3. Применение мыльных пузырей 16

Заключение 17

Список литературы 18

Введение

«Выдуйте мыльный пузырь и смотрите на него:

вы можете заниматься всю жизнь его изучением,

не переставая извлекать из него уроки физики».

лорд Кельвин

Умеете ли вы выдувать мыльные пузыри? Это не так просто, как кажется. И мне казалось, что здесь никакой сноровки не нужно, пока я не убедилась на деле, что уменье выдувать большие и красивые пузыри – своего рода искусство, требующее упражнения. Но стоит ли заниматься таким пустым делом, как выдувание мыльных пузырей?

Большинство людей относятся к ним как к обычному явлению. Совсем иначе смотрит на них физик. Действительно, волшебные переливы красок на поверхности тончайших мыльных пленок дают физику возможность измерить длину световых волн, а исследование натяжения этих нежных пленок помогает изучать законы действия сил между частицами, – тех сил сцепления, при отсутствии которых в мире не существовало бы ничего, кроме тончайшей пыли.

И действительно, красота мыльных пузырей завораживает. Переливающиеся пузыри позволяют ощутить в воздухе присутствие магии, повышают настроение и сохраняет в памяти что – то светлое. Мыльные пузыри завоевывают и детские, и взрослые сердца, объединяясь с музыкой и светом. А как эффектны трюки с пузырями: гигантские мыльные пузыри, пузырь в пузыре, человек в пузыре, дождь из пузырей, фейерверк из пузырей и многие другие. Прекрасное, радужное и сказочное шоу из мыльных пузырей может украсить любой праздник. А ведь внешняя привлекательность мыльного пузыря определена законами физики жидкостей и физической оптики.

В детстве, да и сейчас, я часто покупала мыльные пузыри, и они были замечательны: большие, разноцветные.… Но когда я пробовала делать их дома, она не получались такими большими и красивыми, и быстро лопались. Я всегда мечтала разгадать, почему же у меня не получаются такие же большие и красивые мыльные пузыри, поэтому выбрала именно эту тему для проекта по физике.

Заинтересовало:

• почему не получается выдувать пузыри разной формы, а только круглой;

• почему они переливаются разными цветами, и почему из разных мыльных растворов получаются пузыри разных цветов;

• как продлить жизнь мыльного пузыря;

• почему замерзшие пузыри не разбиваются как стеклянные шары, которыми украшают новогоднюю елку, а обнаруживают пластичность;

• по каким законам физики они объединяются.

Наряду с таким явлением как мыльные пузыри, изучая соответствующую литературу и просторы Интернета, я обнаружила антипузыри. Мне также стало интересно, что это такое, и каким законам физики подчиняется.

Целью проекта является:

• изучение строения и свойств мыльных пузырей и антипузырей;

Для реализации целей мною были поставлены задачи:

• изучение и анализ литературы;

• проведение опытов;

• анализ проведенных опытов и извлечение выводов.

Объект исследования: водные и мыльные пузыри, антипузыри, сила поверхностного натяжения, интерференция света в тонких пленках.

Предмет исследования: свойства сил поверхностного натяжения воды и мыльных растворов, принцип образования радужной окраски мыльных пузырей.

Методы исследования: изучение теоретических основ темы, наблюдение, сравнение полученных значений с теоретическими утверждениями, лабораторные опыты, моделирование мыльных пленок и пузырей, фотографирование, анализ результатов.

Теоретическая значимость работы заключается в анализе литературы и углубленного изучения вопросов молекулярной физики, свойств жидкостей, волновых свойств света.

Практическая значимость обусловлена тем, что полученные результаты исследования позволят понять природу сил поверхностного натяжения, интерференции света, повысить интерес к изучению физики и применить их для показа «шоу» мыльных пузырей на празднике.

Гипотеза исследования заключается в том, что силы поверхностного натяжения жидкости определяют форму, размеры, время «жизни» мыльного пузыря и зависят от состава жидкости, радужная окраска мыльных пузырей объясняется интерференцией света в тонких пленках.

Ожидаемый результат: использование результатов работы помогут понять природу сил поверхностного натяжения, объяснить окраску мыльных пузырей и создать оптимальный состав мыльного раствора жидкости для выступления на мероприятии.

Глава 1. Теоретическая часть

1. Интересные факты из истории мыльных пузырей

Одним из самых фундаментальных трудов по  теме мыльных пузырей  является книга известного английского учёного Чарльза Бойса с одноимённым названием, составленная более чем сто лет тому назад и являющаяся не только забавной книжкой для детей, но и настольным пособием для физиков-теоретиков и экспериментаторов. Одних патентов на выдувание мыльных пузырей к настоящему времени выдано многие тысячи. Пузыри, как феномен природы существовали всегда, но они  не могли возникнуть раньше мыла.   На первоначальном этапе развития общества  у людей появилась необходимость быть красивыми и … чистыми! Тогда и было создано удивительное физическое вещество, такое, как мыло! Этому открытию никак не меньше 5 тысяч лет. А вот кому стоит отдать пальму первенства изобретателя, как всегда, спорный. Но самая известная теория, объясняющая появление мыла, довольно убедительно доказывает, что это средство  возникло случайно, как и большинство изобретений древности. Дело в том, что представители древних племён в торжественных случаях умащивали себя жиром, а в скорбные минуты посыпали головы пеплом. А  мыло собственно, и представляет собой смесь жиров и щелочных солей, из этого легко можно сделать вывод, что в один прекрасный день после дождичка их выпачканные жиром и золой волосы становятся вдруг мягкими и шелковистыми. Им, разумеется, это понравилось. 

Ещё на картинах фламандских художников 18 века часто встречались изображения детей, выдувающих мыльные пузыри через глиняную соломинку. В 18 и 19 веках дети выдували мыльные пузыри, используя мыльную воду, оставшуюся после стирки. Выдувание мыльных пузырей приобрело ещё большую популярность, когда в 1886 году Pears Soap Company начала рекламу своего «воздушного» продукта, воспользовавшись знаменитой картиной Джона Миллеса (1829-1896) «Мыльные пузыри» (рис. 1).

Рисунок 1. Картина «Мыльные пузыри»

 Существующий  миф о недолговечности мыльного пузыря развеял англичанин Джеймс Дьюар, законсервировавший мыльный пузырь в герметичном сосуде с двойными стенками на срок более месяца. Забава оказалась полезной: позднее дьюар – сосуд, названный в честь изобретателя, – нашел применение для хранения и перевозки жидкого азота. Преподавателю физики из штата Индиана удалось сохранить пузырь в стеклянной банке в течение 340 дней. 

1.   Строение мыльного пузыря

Летящие по воздуху переливающиеся всеми цветами радуги прозрачные шары. Что это? Ну, конечно, каждый знает ответ – мыльные пузыри. Эта забава известна с давних времен и привлекает как детей, так и взрослых. Например, при раскопках известного города Помпеи были найдены фрески с изображением детей, выдувающих мыльные пузыри. Не менее популярна эта забава и в наш век высоких технологий.

Заглянем в свободную энциклопедию – Википедию и узнаем, что мыльный пузырь – это тонкая пленка мыльной воды, которая формирует сферу с переливчатой поверхностью.

Мыльный пузырь – конструкция очень устойчивая. Если помнить о том, что его строительным материалом является главным образом вода, – устойчивость мыльного пузыря не может не поражать. Что же придает такую устойчивость пузырю, изготовленному из тончайшей жидкой пленки. Дело явно не только в форме: из чистой воды устойчивый пузырь не получается, а из воды с добавкой мыла формируется тонкий, устойчивый, разноцветный пузырь. Прямым следствием самых общих законов природы оказывается явление адсорбции. Оно заключается в том, что на поверхности и твердых тел, и жидкостей охотно располагаются (адсорбируются) поверхностно-активные молекулы, которые способны понижать поверхностную энергию.  Откуда приходят молекулы, адсорбирующиеся на поверхности твердого тела и жидкости? Во-первых, – из объема вещества, если они там имеются в виде случайно попавшей или преднамеренно введенной примеси. Адсорбирующиеся молекулы могут осесть на поверхности из окружающей газовой среды. Молекула ПАВ (в нашем случае – мыло) – это удлиненная цепочка, состоящая из многих атомов водорода и углерода. Такая молекула-цепочка обладает одной очень важной особенностью – концы её имеют различную структуру и по-разному относятся к соседству с водой: один конец охотно соединяется с водой (гидрофильный), а противоположный инертен по отношению к воде (гидрофобный). Именно поэтому молекулы мыла на поверхности воды должны выстроиться так, чтобы с водой соприкасались лишь гидрофильные концы. Прямыми измерениями было установлено, что адсорбция мыла на поверхности воды понижает ее поверхностное натяжение в два с половиной раза: от 7*10-2 до 3*10-2 Дж/м 2. Разность двух этих значений является мерой того, насколько охотно формируется частокол из молекул мыла на поверхности воды, т.е. насколько в нашем случае энергетически целесообразна адсорбция.  Вода, налитая в стакан, имеет одну свободную поверхность и на ней может образоваться один слой молекул мыла. А свободная пленка имеет две поверхности и, следовательно, на ней может сформироваться два частокола удлиненных молекул мыла. Такая водяная пленка, обрамленная и укрепленная молекулами мыла, и является строительным материалом, из которого сконструирован и построен мыльный пузырь (рис. 2). 

Рисунок 2. Структура мыльного пузыря

Стенки пузыря можно сравнить с трехслойным сэндвичем, где хлеб – это слой молекул моющего вещества, а колбаса – слой воды. Внутренний и внешний слои эластичные, могут растягиваться, а вода их соединяет. Внешний слой также препятствует испарению воды, продлевая жизнь пузыря.

1. Физические основы мыльного пузыря.

Сила поверхностного натяжения – это сила, обусловленная взаимным притяжением молекул жидкости, направленная по касательной к ее поверхности.

Действие сил поверхностного натяжения приводит к тому, что жидкость в равновесии имеет минимально возможную площадь поверхности. Молекулы вещества в жидком состоянии расположены почти вплотную друг к другу. В отличие от твердых кристаллических тел, в которых молекулы образуют упорядоченные структуры во всем объеме кристалла и могут совершать тепловые колебания около фиксированных центров, молекулы жидкости обладают большей свободой. Каждая молекула жидкости, также как и в твердом теле, «зажата» со всех сторон соседними молекулами и совершает тепловые колебания около некоторого положения равновесия. Однако, время от времени, любая молекула может переместиться в соседнее вакантное место. Такие перескоки в жидкостях происходят довольно часто; поэтому молекулы не привязаны к определенным центрам, как в кристаллах, и могут перемещаться по всему объему жидкости. Этим объясняется текучесть жидкостей. При контакте жидкости с другими телами жидкость имеет поверхность, соответствующую минимуму ее поверхностной энергии.

Понятие «поверхностное натяжение» впервые ввел Янош Сегнер (1752 год).

Мыльный пузырь – тонкая пленка мыльной воды, которая формирует шар с переливчатой поверхностью.

Пленка пузыря состоит из тонкого слоя воды, заключенного между двумя слоями молекул, чаще всего мыла.

Пузырь, сделанный только из воды, нестабилен и быстро лопается. Для того чтобы стабилизировать его состояние, в воде растворяют поверхностно-активные вещества, например, мыло и глицерин.

Мыльный пузырь существует потому, что поверхность любой жидкости имеет некоторое поверхностное натяжение. Наличие сил поверхностного натяжения делает поверхность жидкости похожей на упругую растянутую пленку, с той только разницей, что упругие силы в пленке зависят от площади ее поверхности (то есть от того, как пленка деформирована), а силы поверхностного натяжения не зависят от площади поверхности жидкости.

Мыльный пузырь – это очень устойчивая конструкция, принимая во внимание, что он состоит в основном из воды. Что же придает ему такую устойчивость? Все дело оказывается в замечательном свойстве жидкости – поверхностном натяжении.

Поверхностное натяжение – эта та сила, которая притягивает молекулы воды друг к другу и не дает им далеко улететь, когда мы дуем на водную пленку. Однако из одной воды хорошие пузыри не выдуваются, но если добавить мыла, то мы получим красивый, переливающийся и долгоживущий пузырь. И, кажется, что вывод напрашивается сам собой: у воды недостаточно поверхностного натяжения, чтобы создать долговечный пузырь, поэтому для увеличения этой силы нужно добавлять мыло в воду.

Коэффициент поверхностного натяжения σ может быть определен как модуль силы поверхностного натяжения, действующей на единицу длины линии, ограничивающей поверхность.

Из-за действия сил поверхностного натяжения в каплях жидкости и внутри мыльных пузырей возникает избыточное давление Δp.

Если мысленно разрезать сферическую каплю радиуса R на две половинки, то каждая из них должна находиться в равновесии под действием сил поверхностного натяжения, приложенных к границе 2πR разреза, и сил избыточного давления, действующих на площадь πR2 сечения. 

Так как пленка мыльного пузыря имеет две поверхности, то избыточное давление внутри него в два раза больше.

Условие равновесия для мыльных пузырей записывается в виде:

σ4πR = ΔpπR2

С поверхностью жидкости связана свободная энергия: E= σ*S

где σ – коэффициент поверхностного натяжения, S – полная площадь поверхности жидкости.

Так как свободная энергия изолированной системы стремится к минимуму, то жидкость стремится принять форму, имеющую минимальную площадь поверхности. Наименьшую площадь поверхности при данном объеме имеет сфера, следовательно, силы натяжения формируют сферу.

Мыльные пузыри являются физической иллюстрацией проблемы минимальной поверхности, сложной математической задачи. Несмотря на то, что с 1884 года известно, что мыльный пузырь имеет минимальную площадь поверхности при заданном объеме, только в 2000 году было доказано, что два объединенных пузыря также имеют минимальную площадь поверхности при заданном объединенном объеме. Эта задача была названа теоремой двойного пузыря.

Сферическая форма может быть существенно искажена потоками воздуха и, тем самым, самим процессом надувания пузыря.

Однако если оставить пузырь плавать в спокойном воздухе, его форма очень скоро станет близкой к сферической. Геометрия мыльных пузырей до сих пор озадачивает математиков.

С точки зрения физики, пузырь сферический лишь в том случае, если сила тяжести не вынуждает перемещаться жидкость в объёме плёнки пузыря, и, следовательно, не приводит к тому, что плёнка внизу оказывается толще, чем вверху, и форма искажается (рис. 3).

Рисунок 3. Молекулярное строение мыльного пузыря

1. Интерференция и отражения

Переливчатые «радужные» цвета мыльных пузырей получаются за счёт интерференции световых волн и определяются толщиной мыльной плёнки.

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. Наблюдаемый в отражении цвет излучения определяется интерференцией этих двух отражений. Поскольку каждый проход света через плёнку создает сдвиг по фазе пропорциональный толщине плёнки и обратно пропорциональный длине волны, результат интерференции зависит от двух величин: толщины пленки и длины волны. Отражаясь, некоторые волны складываются в фазе, а другие в противофазе, и в результате белый свет, сталкивающийся с плёнкой, отражается с оттенком, зависящим от толщины плёнки.

Фото 1. Радужная расцветка пузыря

1. Антипузыри. «­Мыльный пузырь наоборот»

Мы уже узнали, что такое мыльный пузырь. Это сфера, образованная тонкой пленкой жидкости и заполненная воздухом (газом), и снаружи также окруженная воздухом. Мыльный антипузырь – это как бы «негатив» обычного пузыря: сферическая пленка газа, заполненная жидкостью изнутри и окруженная жидкостью снаружи.

Откуда может взяться такой «пузырь наоборот»? Представьте себе следующую ситуацию. На плоскую поверхность воды, в которой растворено моющее вещество (например, шампунь), падает капля такого же раствора. (Заметим, что свободно падающая капля – это уже своего рода «антипузырь» по сравнению с пузырьком воздуха, всплывающим в воде.) Далее может произойти следующее: упав на поверхность воды, капля может не исчезнуть, а некоторое время плавать по поверхности жидкости, не смешиваясь с ней, « это так называемые водяные глобулы, или плавающие капли. Их можно иногда увидеть на воде во время дождя. Водяные глобулы – противоположность обычных пузырей на поверхности воды. И, наконец, если падающая капля преодолеет поверхностный слой жидкости и проникнет в ее объем, может образоваться сложная конструкция – капля, окруженная тонкой газовой оболочкой, то есть антипузырь.

Несмотря на свою противоположность, пузыри и антипузыри имеют много общего. В формировании и тех и других участвуют поверхностно-активные вещества (ПАВ), содержащиеся, например, в жидкости для мытья посуды. Молекулы ПАВ имеют форму стержня, один конец которого гидрофилен («любит воду»), а другой – гидрофобен («не любит воду»). В описанном опыте поверхности воды и падающей на нее капли покрыты «частоколом» таких молекул, причем концы, «не любящие воду», естественно, обращены наружу. Подлетая к поверхности, капля может увлечь слой воздуха, который, препятствуя ее слиянию с поверхностью воды, изгибает ее за счет сил отталкивания. Обращенные наружу гидрофобные концы молекул ПАВ также отталкивают воду от капли. В итоге изогнутая поверхность воды смыкается над каплей, и образуется замкнутая сферическая конструкция, стабильность которой обеспечивается двойным слоем молекул ПАВ и силами поверхностного натяжения.

Пленка пузыря напоминает сэндвич: два слоя молекул мыла, а между ними вода. Свет, как будто бы от зеркала, отражается от внешнего и внутреннего слоев, лучи света перемешиваются и мы видим радугу на поверхности пузыря. Получаемые цвета зависят от расстояния, между которым отражается свет. Переливчатые «радужные» цвета мыльных пузырей получаются за счёт интерференции световых волн и определяются толщиной мыльной плёнки. Интересно наблюдать процесс, когда радужная окраска пропадает и на верхушке пузыря появляется черный цвет. Это сигнал надвигающейся катастрофы – стенки пузыря стали настолько тонкими, что ему осталось жить только пару секунд.

1. Естественная форма жидкости – форма сферы

Еще Галилей задумывался над вопросом: почему капли росы, которые он видел по утрам на листьях капусты, принимают шарообразную форму. Обычно сила тяжести мешает жидкости принимать эту форму, и жидкость либо растекается тонким слоем, либо же принимает форму сосуда, в котором находится.

Если на жидкость не действуют другие силы или их действие мало, жидкость будет стремиться принимать форму сферы, как, например, капля воды, мыльный пузырь. Также будет вести себя вода в невесомости.

По теореме, которая была доказана в 1869 году Л. Линделёфом, имеем: «Среди всех выпуклых многогранников трёхмерного евклидова пространства с данными направлениями граней и с данным объемом наименьшую площадь поверхности имеет многогранник, описанный вокруг шара».

Из-за действия сил поверхностного натяжения в каплях жидкости и внутри мыльных пузырей возникает избыточное давление P.

Если мысленно разрезать сферическую каплю радиуса R на две половинки, то каждая из них должна находиться в равновесии под действием сил поверхностного натяжения, приложенных к границе 2πR разреза, и сил избыточного давления, действующих на площадь πR² сечения.

Так как пленка мыльного пузыря имеет две поверхности, то избыточное давление внутри него в два раза больше.

Условие равновесия для мыльных пузырей записывается в виде: 2R = РR², где - коэффициент поверхностного натяжения.

Чтобы система находилась в равновесии, она должна иметь минимальное значение ее потенциальной энергии. Поэтому, вследствие поверхностного натяжения жидкость всегда принимает форму с минимальной поверхностью. А по теореме Линделёфа следует, что мыльный пузырь будет принимать форму сферы.

Глава 2. Практическая часть

2.1. Мыльные растворы

Обычно, чтобы получить раствор для мыльных пузырей, люди просто смешивают воду из-под крана и мыло. Но, поскольку нам нужно получить очень хорошие и долгоживущие пузыри, то мы будем использовать дополнительные ингредиенты. Конечно, не обойтись без воды. Для опыта мы возьмем дистиллированную воду, т.е. свободную от всяких примесей. Мы уже знаем, что раствор должен обязательно содержать мыло. Оценка производилась следующим образом: мы по очереди выдували пять пузырей, проводили визуальную оценку их размера и засекали продолжительность жизни пузыря.

Сравнительные характеристики мыльных растворов.

В результате эксперимента было установлено, что наиболее прочные и эластичные пленки получаются из смеси с жидким средством для мытья посуды. Рецепт раствора – 100 граммов дистиллированной воды, 75 граммов моющего средства, 10 граммов глицерина.

В процессе проведения опытов нами были сделаны следующие выводы:

• Пузыри не любят сквозняков и сухости, поэтому пускать пузыри нужно во влажном и теплом помещении, также нельзя касаться пузырей сухими предметами или руками. Мы выбрали местом проведения исследования кабинет физики;

• Раствору нужно дать настояться. Когда мы через несколько дней снова протестировали победивший раствор под номером 3, средняя продолжительность жизни пузыря составила 35 секунд, а это уже почти в три раза лучше по сравнению со свежим раствором.

• Слюна, пена на растворе – все это враги пузырей. Каплю мыльного раствора, которая может повиснуть на пузыре снизу, нужно удалить смоченным в растворе пальцем, иначе пузырь лопнет.

Благодаря проведенному исследованию, мы определились, какой раствор будем использоваться для дальнейших экспериментов. Далее нужно исследовать инструменты для выдувания.

2.2. Результаты исследования и их анализ

А) Подтверждение теоретических знаний результатами опытов

Цель исследования: структуру, форму, радужную окраску, время «жизни» мыльного пузыря, объяснить результаты опытов, основываясь на свойствах сил поверхностного натяжения, их зависимости от состава раствора жидкости, интерференции света в тонких пленках.

Оборудование: петли разной формы, вода, мыльный раствор, плоские фигуры из проволоки

Ход работы:

Фото Фото

Б) Создание пузырей – гигантов.

Цель работы: получить качественный раствор для получения мыльных пузырей больших размеров

Оборудование: Вода – 200 г., жидкость для мытья посуды – 100г., глицерин 100г., петля диаметром 20 см.

Ход работы: 1. Смешиваем воду, жидкость для мытья посуды, глицерин. Полученную смесь выливаем в плоскую посуду.

2.Самодельную петлю опускаем в плоскую посуду и резко поднимаем ее вверх. Получаются вот такие пузыри – гиганты.

Вывод: качество мыльных пузырей напрямую зависит от количества вводимого глицерина.

2.3. Применение мыльных пузырей

Сферы применения мыльных пузырей поражают воображение.

• Свойство мыльных плёнок образовывать поверхности самой причудливой формы и при этом с наименьшей площадью очень часто применяют при проектировании зданий, куполов и в геометрии при решении пространственных задач.

• Исследователи обнаружили, что вихри, созданные в мыльных пузырях, ведут себя также как циклоны и ураганы. Мыльные пузыри дают возможность понять природу и правила поведения ураганов.

• Их применяют в астрономии как модель вселенной. Расположение звезд и галактик очень напоминают поведение пузырьков в пене. Наблюдая за поверхностным натяжением в мыльных пузырях, ученые изучают черные дыры.

• А еще можно рисовать замечательные картины мыльными пузырями: стоит только добавить в раствор красок и выдувать пузыри на лист картона. Подобно отпечаткам пальцев, каждая из картин будет неповторима.

• Ну а самое главное применение – это та радость, которую приносит процесс выдувания пузырей для всех: и участников и зрителей. Когда мне нужно чем-то занять моего маленького братика, я знаю, что нет ничего лучше, чем мыльные пузыри. Ведь тогда радостный смех и веселое времяпровождение нам гарантированы. И непонятно, кому это приносит большее удовольствие: мне или ему.

Заключение

Целью данного исследовательского проекта было изучить и объяснить структуру, форму, радужную окраску, время «жизни» мыльного пузыря, основываясь на свойствах сил поверхностного натяжения, их зависимости от состава раствора жидкости, интерференции света в тонких пленках.

Для достижения цели нами были решены поставленные задачи. Мы изучили литературу по данной тематике, провели сравнительный анализ, выяснили, как описывается мыльный пузырь с точки зрения физики.

Результаты работы по теме показали, что

- структуру, форму, размеры, время «жизни» мыльного пузыря можно объяснить с помощью поверхностного натяжения жидкости;

- радужную окраску объясняет интерференция света в тонких пленках;

- появилась потребность изучать и объяснять явления природы с помощью законов физики.

Полученные выводы подтверждают нашу гипотезу. Мыльный пузырь – это не только красиво и увлекательно, но и интересно.

В ходе работы я ответила на вопросы: из чего состоят мыльные пузыри, почему они такие радужные и хрупкие, почему они летают. Выполнение работы включило в себя следующие элементы:

• Изучение специальной литературы по теме исследования.

• Уточнение задач опыта.

• Подготовка необходимого оборудования и материалов.

• Подготовка объекта исследования.

• Анализ полученных результатов.

В ходе исследования я провела много экспериментов и пришла к выводу, что процесс выдувания мыльных пузырей не простая забава, а очень познавателен. С помощью мыльного пузыря можно изучить такие физические явления и законы как закон поверхностного натяжения, закон взаимодействия частиц, закон преломления цвета и интерференции, закон атмосферного давления. Действием сил поверхностного натяжения можно объяснить скольжение легких насекомых, например, водомерки, по поверхности водоемов. Лапка водомерки деформирует водную поверхность, увеличивая ее площадь, а сила поверхностного натяжения стремится уменьшить подобное изменение площади. Равнодействующая сил поверхностного натяжения будет направлена вверх, компенсируя при этом силу тяжести.

Заканчивая работу, я не могла не удивиться, как много можно узнать о «простом» мыльном пузыре, который, с первого взгляда, кажется всего лишь детской забавой. Свою работу мне хочется закончить моим эпиграфом, «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.

Список литературы

Литература

1.Опыты в домашней лаборатории. М.,1980г.

2. Пузыри на морозе. «Наука и жизнь» №2,1982.

3. Большая книга экспериментов для школьников. М., «РОСМЭН», 2007.

4. Энциклопедия юного физика. М., 2009.

Интернет источники

1.http://www.den.lv/index.php?showtopic=22535

2.http://www.bubbleblowers.com/sitemap.html

3.http://www.wikipedia.org/wiki