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泡泡為什麼會色彩斑斕?你想錯了!並沒有肥皂水的什麼事

撰文/段玉佩

本文節選自《知識就是力量》雜誌

數學家為它想破頭,物理學家因它爭不休,化學家還沒琢磨透——是什麼讓科學家們這麼為難?哈哈,答案就是泡泡!

沒錯,就是我們都玩過的,用吸管蘸一些肥皂水就能吹出來的泡泡。別小看這簡單的泡泡,裡面蘊含著豐富的科學世界呢!

下面我們就一起來了解一下泡泡是怎麼形成的,以及泡泡為什麼會色彩斑斕吧。

圖///image.so.com/

泡泡是怎麼形成的?

查看一下包裝信息,你會注意到在配料表一欄寫著「表面活性劑」,這就是能吹出泡泡的秘密。

表面活性劑是由一種長得像豆芽的分子組成的物質。「豆芽」分子的大頭和水的關係特好,遇到水就抱住不放,而豆芽的尾巴卻討厭水,希望離水越遠越好。當表面活性劑的「豆芽」分子遇到水之後,「豆芽」的頭部就齊整整地排列在水面上了,尾巴則翹起來遠離水。

當你用吸管蘸了溶液開始吹時,空氣把水吹開了,「豆芽」分子迅速重新分布,在薄薄的水層上、下表面分列成兩層,把水夾在中間,形成薄薄的一層膜,兩邊均是表面活性劑分子,就像一個「三明治」般,兩邊的「豆芽」分子手拉著手圍著中間的水層,呈現出很好的韌性和延展性,中間的水膜為了保障自己的穩定,把總面積縮為最小,就形成了泡泡。

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泡泡為什麼色彩斑斕?

你仔細觀察過自己吹的泡泡嗎?如果觀察仔細些,你會發現,並不一定每個泡泡都是五彩繽紛的,有的泡泡表面灰暗,這是怎麼回事?

是光照的原因嗎?

我們可以試一試在不同的光源條件下觀察泡泡—— 白熾燈下、節能燈下、陽光下。但泡泡總是有的時候彩色,有的時候灰暗,看來,光源的類別對泡泡表面的顏色影響不大。

是調配泡泡的洗滌靈或肥皂水不同嗎?

你仍可以做實驗來驗證,但結果一樣會告訴你,這和泡泡的配料也無關。那到底是什麼奪走了這些泡泡的斑斕?

原來,當光線進入泡泡的上層水面時,一部分會被反射,另一部分會繼續射到下面的水層,並在這層再次反射。先後兩次反射的光線「前後腳出發,並排向前走」,有的時候碰在一起,彼此平息,顏色就暗淡;有的時候撞到一塊,前簇後擁,反而更加熱鬧,顏色就愈加斑斕。

圖///image.so.com/

那麼,究竟什麼時候會碰到呢?這取決於泡泡的膜層厚度。如果泡泡膜層的薄厚程度剛好能讓射入的光線發生恰到好處的干涉,那就會出現斑斕。

這下你應該明白泡泡色彩斑斕的秘密了。

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泡泡這個東西還蘊含了很多知識,據說,當初科學家們為了搞明白泡泡為什麼是球形,可是花了很長時間呢!


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