肥皂泡为什么先升后降 原因是什么
肥皂的泡泡在我们生活中让人感受到快乐和梦幻,生活中,我们常看到一些小朋友吹肥皂泡,一个个小肥皂泡从吸管中飞出,在阳光的照耀下,发出美丽的色彩,开心的时候你会发现每一个泡泡都是先升后降,这是为什么呢?下面是小编为大家整理的肥皂泡先升后降的原因,希望你会喜欢!
肥皂泡先升后降的原因
肥皂泡先升后降的原理是:在开始的时候,肥皂泡里是从嘴里吹出的热空气,肥皂膜把它与外界隔开,形成里外两个区域,里面的热空气温度大于外部空气的温度.此时,肥皂泡内气体的密度小于外部空气的密度,根据阿基米德原理可知,此时肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力,因此它会上升.这个过程就跟热气球的原理是一样的.随着上升过程的开始和时间的推移,肥皂泡内、外气体发生热交换,内部气体温度下降,因热胀冷缩,肥皂泡体积逐步减小,它受到的外界空气的浮力也会逐步变小,而其受到的重力不变,这样,当重力大于浮力时,肥皂泡就会下降.
肥皂泡的科学知识
肥皂泡薄膜面上诱人的色彩,使物理学家可以量出光波的波长,而研究娇嫩的薄膜的张力,又帮助了关于分子力作用定律的研究,这种分子力就是内聚力,如果没有内聚力,世界上就会除了最细微的尘埃之外什么也没有了。
不仅如此,肥皂泡在一门被称为“变分法”的数学分支研究中更是起了显著作用。变分法确定的是以函数为变数的极小(极大)值问题。具体来讲,就是从有确定值域的函数中找出具有最小(最大)值的函数。在这方面,肥皂泡成为极好的例证。
人们认为肥皂泡只能昙花一现,这一点,并不完全正确。 如果给它适当的照顾,可以使肥皂泡保存到几十天。英国物理学家杜瓦把肥皂泡保存在特制的瓶子里,排除尘埃,防止干燥和空气的震荡,可以把肥皂泡保存一个月。还有人把肥皂泡保存在玻璃罩下面,一直保存了好几年。
肥皂泡形成的原因
物体形成
泡泡是由于水的表面张力而形成的。这种张力是物体受到拉力作用时,存在于其内部而垂直于两相邻
部分接触面上的相互牵引力。水面的水分子间的相互吸引力比水分子于与空气之间的吸引力强。这些水分子就像被黏在一起一样。但如果水分子之间过度黏合在一起,泡泡就不易形成了。肥皂“打破”了水的表面张力,它把表面张力降低到只有通常状况下的1/3,而这正是吹泡泡所需的最佳张力。
颜色形成
肥皂泡为何是彩色的?其实,肥皂膜本身是无色的,就像一张透明的玻璃纸一样,阳光在肥皂膜的正
面和背面都会产生反射。当阳光穿过正面,遇到了背面,立刻反射回来;反射回来的光线回到正面,又会引起一定的反射。阳光是由7种单色光组成的,如果在肥皂薄膜的某一处恰好使得两股反射回来的红光相互抵消了,在这个地方看到的就是失去了红光的阳光,看上去就是蓝绿色。而在另一部分,某种色光得到了加强,呈现出来的就是另一种颜色。肥皂泡就是这样把阳光分解,呈现色彩斑斓的图案。
不仅肥皂泡会产生这种现象,只要是光线射入任何透明薄膜时,都会发生这种现象。如人们常见到水上的油膜、蜻蜓或苍蝇的翅膀、CD片等等,在太阳光的照射下,都会显得色彩缤纷。这个道理与肥皂泡呈现彩色的道理是一样的。这是因为阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的。当它在薄膜正反两面来回反射时,由于这两个面之间的距离极微小,分别从正面和背面反射出来的两束光线,就可能重叠起来这样一来,阳光中的七种颜色光,在不同厚度的地方,有的会得到加强,有的却会减弱,甚至相互抵消。于是,膜上有的地方显得红一些,有些地方显得蓝一些,有些地方又显出别的颜色,于是就看到了五颜六色。这也称为薄膜色。这样的现象,叫做光的干涉。