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为什么阳光下的泡泡五彩斑斓?这样吹出的泡泡更漂亮

2019年11月26日
各位小伙伴好,之前我们已经了解过
阳光下彩色泡泡
泡泡其实就是被洗涤剂分子包裹着的一层薄薄的水膜。或许我们已经知道,空气和水都是可以透过光的介质,它们的交界处叫作“界面”。当光遇到一个界面时,一部分会被反射回来,还有一部分会继续前进,发生折射。
光的反射、折射、吸收与分散
肥皂泡上的一层水膜,看起来非常的薄,但在微观上来看却拥有两个“空气-水”界面。光从空气中遇上水膜,先后遇到这两个“空气-水”界面,每遇到这个界面时,便会有一部分的光直接发生反射改变原来的方向,而另一部分会发生折射直至有一部分穿过水膜回到空气当中。于是,其中一部分的光会在水膜中循环反射多次,发生干涉现象。
干涉是光的一种基本性质。同一时刻在同一位置上的多条光波会互相叠加各自的光强度,也即发生了干涉现象。而干涉产生的效果与相位有关,以致产生两个极端的效果——同相更强,反相相消。在物理学上,将两束光的峰值叠加在一起变得更强称为“相长干涉”,而两束光的峰值和谷值分别叠加在一起互相抵消则称为“相消干涉”。这是干涉中的两种极端情况,在通常情况下,实际的干涉会介于相长干涉和相消干涉之间。
相长干涉及相消干涉
光的频率(也即光的颜色)以及薄膜的厚度对实际干涉的具体情况又会产生影响,以至于某些波长的反射光会被削弱,而有的波长则会被增强,光强度的增减使薄膜上出现不断变化的色彩。
日常生活中,我们也可以观察到,吹出来的泡泡会往下滴水。同理,在重力因素的影响下,泡泡顶部的水膜会先变薄,再加上水分的蒸发,使得水膜上光的干涉情况时刻发生变化,使泡泡呈现出光影的变化。
那怎样才能更神奇地玩泡泡?当然是用科学知识来助我们一臂之力了。
科学吹泡泡
1、怎样让泡泡保持的时间更久?
保持时间的秘诀,是让泡泡周围的环境尽量湿润。如果你想让泡泡停在你的书桌上,那最好先把书桌弄湿,否则干燥的桌面一接触泡泡,就会将水分吸走,把泡泡弄破。可能你已经发现了,当泡泡停留在塑料、雨衣、橡胶手套这些防水材料上时,能够保持更长的时间,甚至你还可以用这些材料来把泡泡当乒乓球颠。这是因为,这些材料都具有疏水性,水不喜欢它们,喜欢躲它们远远的,所以泡泡一遇到它们,就弹开了。玩累的时候,你也就给泡泡找一个最安全的地方——水面,泡泡在那里,能保持的时间最长。
2、怎样让泡泡更结实?
如果想让泡泡不那么容易破,可以加入一些甘油或白糖,这些物质能够让泡泡更具韧性。你吹过的最大的泡泡有多大?听科学家说,泡泡最高能吹4米,宽度呢?没有最宽,只有更宽。你要不要挑战一下呢?
3、怎样搭建泡泡塔?
泡泡挤在一起时,接触面会紧贴在一起,你发现两个泡泡之间的面会向哪个方向凸起呢?有没有观察过?当小泡泡和大泡泡接触后,凸起会朝着大泡泡那方,两个大小一样的泡泡遇到一起,中间层会不偏不倚。三个势均力敌的泡泡在一起呢?接触面形成的角度恰好都是120°。那么更多的泡泡放一块又会怎样?不如动手试试看吧!
4、怎样吹出多层泡泡?
有的泡泡高手可以吹出多层的泡泡,一个大泡泡中套着一个中泡泡,中泡泡中还有小泡泡。这是怎么做到的呢?你可以先吹一个大泡泡,然后小心地将吸管抽出来,重新蘸一下洗涤灵和水的混合液,再小心地将吸管插入大泡泡,轻轻地吹,一个新泡泡就在大泡泡中诞生了。以此类推,就能吹出更多层的泡泡了。你最多能吹几层呢,比比看吧!
来源:知识就是力量公众号