肥皂液

肥皂液

肥皂液指肥皂水吹起的氣泡。比喻一觸即破的事物或經不起推敲的東西。

基本簡介

肥皂泡釋義:比喻很快破滅的希望或幻想。

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《趣味物理學》
你會吹肥皂泡嗎?這件事情並不像想像的那么簡單。我本來也認為吹個肥皂泡不需要什麼技巧,但是,事實卻告訴我,要想吹出又大又漂亮的肥皂泡,也的確是一種藝術,是需要好好練習的。那么,像吹肥皂泡這樣簡單平常的事,也值得去幹嗎?
是的,這玩意兒在日常生活里是並不受到特別歡迎的,至少在談話里我們對它不太感興趣;但是,物理學家對它卻有不同的看法。“試著吹出一個小小的肥皂泡來,”物理學家說,“仔細去看它:你簡直可以終身研究它,不斷地從這兒學到許多物理學上的知識。”
事實上,肥皂泡薄膜面上誘人的色彩,使物理學家可以量出光波的波長,而研究嬌嫩的薄膜的張力,又幫助了關於分子力作用定律的研究,這種分子力就是內聚力,如果沒有內聚力,世界上就會除了最微細的微塵之外什麼也沒有了。
當然,我寫出下面這幾個實驗的目的,並不是要來探討這些重大的問題。我這裡寫的只是一些引人入勝的消遣,只是用來使你對吹肥皂泡的藝術有一個認識。在波依斯著的《肥皂泡》那本書里,有很多關於各種肥皂泡實驗的詳盡說明。我這裡只談幾個最簡單的實驗。
肥皂泡可以用普通洗衣服的黃肥皂的溶液吹出,但是對於這件事情真有興趣的人,我介紹他採用橄欖油或杏仁油肥皂,因為這兩種肥皂最適宜吹制又大又漂亮的肥皂泡。把一小塊這種肥皂小心放在清潔的冷水裡溶化,最好用潔淨的雨水或雪水,如果沒有的話,至少也得用冷卻了的開水。如果想使吹出的泡能夠耐久,還得在肥皂液里加上1/3(依容積計)的甘油。接下來,用一隻小茶匙把溶液上層的泡沫去掉,然後把細瓷管或細筆管的一端里外兩面擦過肥皂,放到溶液里去。用10厘米左右長的細麥稈也可以得到很好的成績。
肥皂泡可以這樣吹:把管口豎直地放到溶液里,使得管口上蘸上一層溶液膜,拿起來小心地吹。由於肥皂泡里裝進了從我們肺部出來的暖氣,這氣體比房裡的空氣一般要輕些,因此吹出的泡就會向上升起。
假如一下子就能夠吹出直徑10厘米大小的泡來,那么所配成的溶液就可以用了;否則就要在溶液里加些肥皂,一直到能夠吹出這樣大小的泡為止。但這還不夠。把肥皂泡吹出以後,用手指蘸些肥皂液,試著插進肥皂泡里去,假如肥皂泡不破裂,那就可以做下面的實驗了;如果肥皂泡破裂了,那么還得加些肥皂到溶液里去。
各個實驗一定要仔細耐心地去做。房裡的光線一定要儘可能充足,否則,從吹出的泡上看不到美麗的彩虹。
下面是幾個吹肥皂泡的有趣的實驗。
花朵四周的肥皂泡:拿一些肥皂液倒在一隻大盤裡或者茶具托盤裡,倒到大約2~3毫米厚的一層;在盤子中心放一朵花或者一隻小花瓶,用一隻玻璃漏斗把它蓋起。然後緩緩把漏斗揭開,用一根細管向裡面吹去棗於是就吹出一個肥皂泡來;等到這個肥皂泡達到相當大以後,把漏斗傾斜(像圖58右所示的樣子),讓肥皂泡從漏斗底下露出來。於是,那朵花或者那隻小花瓶就給罩在一個由肥皂薄膜做成的、閃耀著各種彩虹的透明半圓罩子底下了。
如果手頭有一個小型的石膏人像,也可以用來代替方才的花或者花瓶(圖59右)。這應該先在石膏人像頭上滴一點肥皂液,等到大肥皂泡吹成以後,把管子透過大肥皂泡膜伸進去,把人像頭上的小肥皂泡也吹起來。
一個套一個的肥皂泡(圖59左):用方才那個漏斗先吹出一個大肥皂泡來,然後把細長的管子整個浸到肥皂液里,使它除了含在嘴裡的一部分之外,全段都蘸上了肥皂液,然後小心地把這根管子插進大肥皂泡的膜里,一直伸到中心,再慢慢地抽回來,到離大肥皂泡的膜不遠的地方,吹出第二個泡來,然後在這個泡里吹出第三個、第四個,等等。
肥皂膜造成的圓柱體(圖60):先準備兩個鐵絲圓環。把吹好的肥皂泡放在下面一個環上,把沾有肥皂液的另一個環從上面輕輕放到肥皂泡上,然後,把這個環慢慢向上提,把泡拉長,一直到它成圓柱形為止。有趣的是,假如你把上面的圓環提高到比圓環圓周長更大的高度,圓柱的一半就收縮起來,另一半卻放寬起來,終於變成了兩個泡。
肥皂泡的薄膜總是在張力的作用之下,而且對於它裡面的空氣有壓力;把吹有肥皂泡的漏斗口放近蠟燭火焰的話,可以看到肥皂泡還有一個有趣的現象:你把它從溫暖的房間帶到比較冷的地方,它就會縮小體積。相反,如果從冷的地方帶到熱的地方,體積就會脹大。原因當然是泡里空氣的熱脹冷縮。假如在零下15攝氏度的時候,這個泡的體積是10003厘米,那么,當它走進到溫度是15攝氏度的房間裡,體積應該增加1103厘米:
1000×30×(1/273)≈1103厘米
我們還應該指出,一般人認為肥皂泡的“壽命”太短,這一點,是並不完全正確的:如果給它適當的照顧,可以使肥皂泡保存到幾十天。英國物理學家杜瓦(他因對液化空氣的研究而著名)把肥皂泡保存在特製的瓶子裡,排除塵埃,防止乾燥和空氣的震盪,可以把肥皂泡保存一個月或者還不止。有人把肥皂泡保存在玻璃罩下面,一直保存了好幾年。
它是輕巧之物,只要維繫得法,便是貝努利虛功原理的推理結果。虛功原理要求平衡態的勢能為極小,在肥皂泡里,若干數量得空氣被面積為極小的曲面,即肥皂膜包圍起來.這是在所有給定體積的立體中,球面積最小的證據。這種結論是圓的極小性:在所有給定面積的圖形中,圓周長最短的立體類比。
那么,肥皂泡為何是彩色的呢?其實,肥皂膜本身是無色的,就像一張透明的玻璃紙一樣,陽光在肥皂膜的正面和背面都會產生反射。當陽光穿過正面,遇到了背面,立刻反射回來;反射回來的光線回到正面,又會引起一定的反射。陽光是由7種單色光組成的,如果在肥皂薄膜的某一處恰好使得兩股反射回來的紅光相互抵消了,在這個地方看到的就是失去了紅光的陽光,看上去就是藍綠色。而在另一部分,某種色光得到了加強,呈現出來的就是另一種顏色。肥皂泡就是這樣把陽光分解,呈現色彩斑斕的圖案。
其實,不僅肥皂泡會產生這種現象,只要是光線射入任何透明薄膜時,都會發生這種現象。如我們常見到水上的油膜、蜻蜓或蒼蠅的翅膀、CD片等等,在太陽光的照射下,都會顯得色彩繽紛。這個道理與肥皂泡呈現彩色的道理是一樣的。這是因為陽光是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色組成的。當它在薄膜正反兩面來回反射時,由於這兩個面之間的距離極微小,分別從正面和背面反射出來的兩束光線,就可能重疊起來這樣一來,陽光中的七種顏色光,在不同厚度的地方,有的會得到加強,有的卻會減弱,甚至相互抵消。於是,膜上有的地方顯得紅一些,有些地方顯得藍一些,有些地方又顯出別的顏色,於是我們就看到了五顏六色。這也稱為薄膜色。這樣的現象,叫做光的干涉。

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