肥皂水吹出泡泡的原理

如题所述

肥皂水吹出泡泡的原理:主要是皂泡中的表面活性剂(通常是肥皂和洗涤液的主要成分)降低了水的张力。

肥皂水还有个名字叫“表面活性剂”,由亲水的头部基团和亲油脂的尾部基团组成。由于亲油基与水分子之间的排斥,为了寻求能量最低的存在形式,表面活性剂分子首先会以亲水基朝下(与水分子接触)、亲油基朝上(与空气分子接触)的形式在水溶液表面排列。只有当液面没有空间接受新的表面活性剂分子时,新增的表面活性剂分子才会向溶液内部移动。

亲水基受到水分子向下的吸引力,但由于亲水基的极性弱于水分子,这种吸引力便弱于水分子之间的吸引力;亲油基受到空气分子向上的吸引力,但由于相对较大的体积使亲油基可以与更多空气分子接触,同时更弱的极性也使亲油基能更好的与空气分子互相融合吸引,这种吸引力要强于空气分子与水分子的吸引力。

整体而言,向下的引力减弱,向上的引力上升,表面活性剂分子的受力不平衡状况要弱于水分子,因此有表面活性剂分子排列的水溶液表面,显然比单纯的水分子表面受力不平衡的情况更弱,从宏观上看,就是表面张力降低。而这,也就是肥皂水能吹出泡泡的原因。

泡泡的颜色从何而来

当我们在阳光下吹泡泡的时候,我们会发现泡泡的颜色像水一样动态流转且斑斓多彩。其实,肥皂泡是无色的,之所以在阳光下呈现斑斓的色彩,是阳光在透明薄膜的上下表面反射和相互干涉形成的。

“反射”与“干涉”在生活中并不少见。我们照镜子能看到自己,依靠的就是光的反射。反射是指光在传播到不同物质时,在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的一种现象。在遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面时,光都会发生反射。而肥皂膜是透明的薄膜,有上下两个表面,当太阳光照射在肥皂膜的表面时,会分别被薄膜的上下两个表面反射。

由于肥皂膜各处的厚度并不均匀,根据相长干涉和相消干涉理论,阳光在厚度不同的膜面上,就会出现或加强、或减弱、或相互抵消的情况,在色彩上,则或红、或蓝、或绿,从而让肥皂泡显得色彩斑斓。

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