泡泡都是五彩斑斕的嗎？教你如何吹出更好看的泡泡

撰文/段玉佩

本文選自《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？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。對小朋友來說，泡泡是玩具，其實對科學家來說，泡泡是更大的玩具。別小看這簡單的泡泡，裡面蘊含著豐富的科學世界呢！一起動手玩泡泡前，我們不妨先來了解一下它！

泡泡怎麼吹？

泡泡怎麼吹？這個問題太簡單了！把洗滌靈加入水中，拌勻，拿一個吸管，蘸一些混合好的液體，用嘴輕輕一吹，就吹出泡泡了。那你想過為什麼需要向水中加入洗滌靈或肥皂水嗎？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。

泡泡為什麼一定要形成球形，而不能是方形或別的形狀呢？數學家在1884年解答了這個問題，因為同樣的體積，球體的表面積最小。但如果你再吹一個泡泡，將它與之前的那個泡泡貼在一起，變形之後的兩個泡泡仍能保持「表面積和體積比最小」這個結論嗎？這一次，數學家則花了116年，才真正證明了上面的結論——你隨便吹出的兩個泡泡，就夠數學家頭疼一百多年。

泡泡都是彩色的嗎？

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。

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。

泡泡遊戲玩不完

那麼怎樣才能更神奇地玩泡泡？當然是用科學知識來助我們一臂之力了。

1、怎樣讓泡泡保持的時間更久

保持時間的秘訣，是讓泡泡周圍的環境盡量濕潤。如果你想讓泡泡停在你的書桌上，那最好先把書桌弄濕，否則乾燥的桌面一接觸泡泡，就會將水分吸走，把泡泡弄破。可能你已經發現了，當泡泡停留在塑料、雨衣、橡膠手套這些防水材料上時，能夠保持更長的時間，甚至你還可以用這些材料來把泡泡當乒乓球顛。這是因為，這些材料都具有疏水性，水不喜歡它們，喜歡躲它們遠遠的，所以泡泡一遇到它們，就彈開了。玩累的時候，你也就給泡泡找一個最安全的地方——水面，泡泡在那裡，能保持的時間最長。

2、怎樣讓泡泡更結實

如果想讓泡泡不那麼容易破，可以加入一些甘油或白糖，這些物質能夠讓泡泡更具韌性。你吹過的最大的泡泡有多大？聽科學家說，泡泡最高能吹4米，寬度呢？沒有最寬，只有更寬。你要不要挑戰一下呢？

3、怎樣搭建泡泡塔

泡泡擠在一起時，接觸面會緊貼在一起，你發現兩個泡泡之間的面會向哪個方向凸起呢？有沒有觀察過？當小泡泡和大泡泡接觸後，凸起會朝著大泡泡那方，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呢？接觸面形成的角度恰好都是120°。那麼更多的泡泡放一塊又會怎樣？不如動手試試看吧！

4、怎樣吹出多層泡泡

有的泡泡高手可以吹出多層的泡泡，一個大泡泡中套著一個中泡泡，中泡泡中還有小泡泡。這是怎麼做到的呢？你可以先吹一個大泡泡，然後小心地將吸管抽出來，重新蘸一下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。以此類推，就能吹出更多層的泡泡了。你最多能吹幾層呢，比比看吧！

怎麼樣，泡泡的學問可不小吧！瑞士的簡?泰勒（Jean E. Taylor）教授曾研究指出：「經常玩泡泡、研究泡泡的孩子，他們的大腦皮層上控制運動的區域發展得會更好，在運動技能上會有更好的表現。」看來，我們可以跟家長說明後，正大光明地去玩泡泡啦！

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