Розглянемо мильну бульбашку
Все, здавалося б, розповів про мильну бульбашку у своїх віршах поет. Є навіть натяк на переносне значення, коли про якусь людину кажуть: "Надувся, немов мильна бульбашка!" Але мильна бульбашка має не тільки погану славу. Англійський вчений лорд Кельвін, який жив у минулому столітті, одного разу сказав: "Видуйте мильний міхур і дивіться на нього: ви можете займатися все життя його вивченням, не перестаючи отримувати з нього уроки фізики". І це справді так. Куля з мильної плівки здається різнокольоровою завдяки інтерференції – відображенню променів світла від його зовнішньої та внутрішньої поверхонь.
Заморожена мильна бульбашка покривається найтоншою плівкою, немов яєчною шкаралупою. І якщо кинути таку кулю на підлогу, розколеться лише "шкаралупа", а сама оболонка залишається неушкодженою. Ну, а якщо помістити його над полум'ям спиртівки, куля теж не лусне, а швидше за все, випаровуватиметься, зменшуючись у розмірах. Вчені знають, що уявлення про недовговічність мильних бульбашок, строго кажучи, не відповідає істині. Винахідник всім відомої колби для термоса Джеймс Дьюар пробував "консервувати" мильні бульбашки у спеціальних герметичних ємностях, і вони зберігалися там місяць і довше. А нещодавно з однієї американської лабораторії надійшло повідомлення: одна з мильних куль проіснувала 340 діб – майже рік!
Плівка мильного міхура складається з тонкого шару води, укладеного між двома шарами молекул, найчастіше мила. Ці шари містять у собі молекули, одна частина яких є гідрофільною, а інша гідрофобною. Гідрофільна частина залучається тонким шаром води, тоді як гідрофобна, навпаки, виштовхується. В результаті утворюються шари, що захищають воду від швидкого випаровування, а також зменшують поверхневий натяг.
Мильна бульбашка не обов'язково має кулясту форму. Мильна плівка, натягнута на каркаси, може набувати найнеймовірніших форм. Цією властивістю широко використовуються архітектори та конструктори. Вони знають, що натягнута плівка підкаже їм економічну і стійку конструкцію покриття, яку можна створити при мінімальній витраті матеріалу.
Родич мильної бульбашки – аеростат використовується для розвідки погоди та захоплюючих повітряних подорожей. У гірничій промисловості за допомогою бульбашок, але повітряних проводять флотацію: процес збагачення гірських руд. Пухирці в розчині обволікають частинки руди і піднімають її на поверхню, а порожня порода залишається на дні. Вивчаючи бульбашки, що лопаються, вчені прийшли до розуміння процесів кавітації. Коли таке відбувається у воді, тиск змінюється дуже різко, через що може зруйнуватися навіть метал, скажімо, гребний гвинт корабля.
Коли дві бульбашки з'єднуються, вони набувають форми з найменшою можливою площею поверхні. Їх загальна стінка випинатиметься всередину більшого міхура, так як менший мильний міхур має велику середню кривизну і більший внутрішній тиск. Якщо бульбашки однакового розміру, їхня загальна стінка буде плоскою. Правила, яким підпорядковуються бульбашки при з'єднанні, були експериментально встановлені в 19 столітті бельгійським фізиком Жозефом Плато і математично доведені в 1976 р. Жаном Тейлором. Виявляється, яка ж вона дивовижна, проста мильнай бульбашка!
