玩泡泡有門道

◆段玉佩

吹肥皂泡是人們再熟悉不過的童年游戲，伴隨著一陣陣歡笑，小朋友們用吸管蘸一些肥皂水，撅起小嘴吹出來一個個或大或小的泡泡。對小朋友來說，泡泡是玩具，其實對科學(xué)家來說，泡泡是更大的玩具，它里面蘊含著豐富的科學(xué)世界呢。一起玩泡泡前，我們不妨先了解一下它！

泡泡的大小算百年

泡泡怎么吹？這個問題太簡單了！把洗滌靈倒入水中，拌勻，拿一根吸管蘸一些混合好的液體，用嘴輕輕一吹，就吹出泡泡了。你想過為什么要向水中加入洗滌靈嗎？查看洗滌靈的包裝信息，你會看到配料表一欄寫著“表面活性劑”，這就是洗滌靈和水的混合液能吹出泡泡的秘密。

表面活性劑是由一種長得像豆芽的分子組成的物質(zhì)，“豆芽”分子的大頭和水的關(guān)系特別好，遇到水就抱住不放，而“豆芽”分子的尾巴卻討厭水，希望離水越遠越好。當(dāng)表面活性劑的“豆芽”分子遇到水后，“豆芽”分子的頭部就整齊地排列在水面上，尾巴則翹起來遠離水。

當(dāng)你用吸管蘸了洗滌靈和水的混合液吹氣，水被吹開了，“豆芽”分子迅速重新排列，在水面上、下列成兩層，把水夾在中間使之成為薄薄的一層膜，這“豆芽”分子和水的組合就像三明治。兩邊的“豆芽”分子手拉手圍著中間的水層，呈現(xiàn)出很好的韌性和延展性，中間的水膜為了保障自己的穩(wěn)定把總面積縮到最小，泡泡就形成了。

水膜為什么要形成球形的泡泡，而不是方形或別的形狀呢？數(shù)學(xué)家在1884年解答了這個問題——因為在所有的形狀體積相等的情況下，球體的表面積最小。

如果你再吹一個泡泡，將它與之前那個泡泡貼在一起，變形后的兩個泡泡仍能保持表面積和體積比最小嗎？這次數(shù)學(xué)家花了116年才證明答案是肯定的。你隨便吹出的兩個泡泡，就夠數(shù)學(xué)家研究一百多年呀。

泡泡并非總是五顏六色

你認真觀察過自己吹的泡泡嗎？如果仔細觀察，你會發(fā)現(xiàn)并不一定每個泡泡都是五彩繽紛的，有的泡泡表面灰暗，這是怎么回事？是光照的原因嗎？我們可以試一試在不同的光源下觀察泡泡——白熾燈下、節(jié)能燈下、陽光下，結(jié)果一樣：泡泡有的時候是彩色的，有的時候表面灰暗，看來，光源的類別對泡泡表面的顏色影響不大。是調(diào)配泡泡的洗滌靈不同嗎？你仍可以做實驗來驗證，但結(jié)果還是一樣，可見這和泡泡的配料也無關(guān)。那到底是什么奪走了一些泡泡鮮艷的顏色呢？

原來，當(dāng)光線進入泡泡的上層水面時，一部分會被反射，另一部分會繼續(xù)射到下面的水層，并在那里再次被反射。先后被反射的光線有的時候碰在一起，彼此抵消，顏色就暗淡；有的時候撞到一塊，前簇后擁，顏色就愈加斑斕。

那么，兩次被反射的光線究竟什么時候會碰到呢？這取決于泡泡膜層的薄厚程度。如果泡泡的膜層厚度剛好能讓射入的光線發(fā)生恰到好處的干涉，那就會出現(xiàn)斑斕。這“相長干涉”的知識我們在中學(xué)時會學(xué)到，現(xiàn)在不懂不用著急哦。

科學(xué)地玩泡泡游戲

怎樣才能玩轉(zhuǎn)泡泡？當(dāng)然得請科學(xué)助我們一臂之力。

讓泡泡不破

讓泡泡保持原狀時間久的秘訣，是讓泡泡周圍的環(huán)境盡量濕潤。如果你想讓泡泡停在你的書桌上，最好先把書桌弄濕，否則干燥的桌面一接觸泡泡就會吸走水分，把泡泡弄破。

可能你已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，當(dāng)泡泡停留在雨衣、橡膠手套等防水物品上時，能夠保持原狀的時間更久，甚至你可以用這些物品把泡泡當(dāng)乒乓球顛。這是因為這些防水物品都具有疏水性，水不喜歡它們，喜歡離它們遠遠的，所以泡泡一遇到它們就彈開了。

玩累了的時候，你可以給泡泡找一個最安全的地方——水面，泡泡在那里保持原狀的時間最長。

想讓泡泡不那么容易破，還有一個辦法，那就是往洗滌靈和水的混合液或肥皂水中加入一些甘油或白糖，這些物質(zhì)能夠讓泡泡更具韌性。

比賽誰吹的泡泡大

你吹過的最大的泡泡有多大？

2007年11月，英國人山姆薩姆成功將50個人放置在他創(chuàng)造的一個泡泡里，一年后，他又創(chuàng)造了一個最多可容納66個人的泡泡紀錄，這個泡泡有6米長，橫截面直徑約1.5米。不過，這兩個大泡泡都不是人吹出來的。

科學(xué)家說人吹出的泡泡最高4米，寬度呢？沒有最寬，只有更寬。你要不要挑戰(zhàn)一下呢？

搭建泡泡塔

泡泡擠在一起時接觸面會緊貼在一起，你觀察過兩個泡泡的接觸面會向哪個方向凸起嗎？

當(dāng)小泡泡和大泡泡接觸后，接觸面會朝大泡泡那邊凸起，兩個大小一樣的泡泡遇到一起，中間層會“不偏不倚”。三個勢均力敵的泡泡在一起的話，接觸面形成的角度恰好都是120°。

如果更多的泡泡碰到一塊會怎樣呢？你可以搭建一座泡泡塔，然后仔細觀察哦。

吹出多層泡泡

有的泡泡高手可以吹出多層泡泡，一個大泡泡中套著一個中泡泡，中泡泡中還有小泡泡。這是怎么做到的呢？你可以先吹一個大泡泡，然后小心地將吸管抽出來，蘸一些洗滌靈和水的混合液，再小心地將吸管插入大泡泡，輕輕地吹，一個新泡泡就在大泡泡中誕生了，如此操作，就能吹出更多層的泡泡。你最多能吹出幾層泡泡呢？試著吹吹吧！

怎么樣，泡泡的學(xué)問不小吧？