Слайд 1Исследовательская работа
«Мыльный пузырь с точки зрения законов физики»
Студента 1 курса
Братушева Семена
Слайд 2Содержание
Цели и задачи исследования
Методы и гипотезы
Эпиграф
Тайны мыльных пузырей
Применение мыльных пузырей
Опыты
Выводы
Слайд 3Цель исследования: изучить свойства мыльных пузырей с точки зрения законов оптики, механики
и молекулярно – кинетической теории.
Задачи:
Проанализировать научную литературу по изучаемой теме.
Исследовать свойства мыльных пузырей, используя знания из оптики, механики и молекулярно – кинетической теории.
Узнать сферы применения мыльного пузыря.
Сделать выводы.
Объект исследования: мыльный пузырь.
Предмет исследования: свойства мыльных пузырей.
Слайд 4Методы исследования:
Анализ научной литературы по данному исследованию.
Наблюдение за мыльными пузырями.
Эксперимент.
Гипотезы:
Мыльный пузырь
переливается всеми цветами радуги из – за оптического явления - интерференции.
Форма мыльного пузыря – сфера, так как при этом он затрачивает минимум энергии на существование.
Слайд 5Тайна№1.
Происхождение мыльного пузыря
Слайд 6
День рождения мыльного
пузыря - загадка.
При раскопках древней
Помпеи археологи
обнаружили фрески
с изображением
помпейцев, выдувающих
мыльные пузыри.
Видимо, они знали
секреты производства мыла.
Слайд 7
«Мыльные пузыри» от Чарльза Бойса
Чарльз Бойс сто лет назад опубликовал
работу
«Мыльные пузыри»,
которая и сегодня является и детской книжкой и настольным пособием для физиков-теоретиков и экспериментаторов.
Слайд 8
В 2009 году выдули пузырь шесть метров в длину, по пять
метров в высоту и ширину!
Сэм Хит, он же «пузыревед»
Слайд 9Тайна№2.
Строение мыльного пузыря и форма.
Слайд 10Мыльный пузырь — тонкая пленка мыльной воды, которая формирует шар с
переливчатой поверхностью.
Пленка пузыря состоит из тонкого слоя воды, заключенного между двумя слоями молекул мыла.
Слайд 11Теория разрушения мыльных пузырей.
Пусть пленка в одном месте утончилась. Это поведет
к тому, что здесь обнажится внутренний слой воды. Поверхностное натяжение этого слоя больше.
Из - за большого поверхностного натяжения утончившееся место пленки потянет в свою сторону жидкость из других, более толстых частей.
Этим будет вновь достигнута одинаковая толщина пленки на всем протяжении, и опасность разрыва пленки исчезнет.
Слайд 12Сферическая форма мыльного пузыря.
Пузырь существует потому, что поверхность воды имеет поверхностное
натяжение. Это и делает поверхность жидкости похожей на упругую растянутую пленку.
Так как свободная энергия системы стремится к минимуму, то жидкость стремится принять форму, имеющую минимальную площадь поверхности. Наименьшую площадь поверхности имеет сфера исилы натяжения формируют сферу.
Слайд 14Тайна№3.
Оптика мыльного пузыря.
Слайд 15Горит, как хвост павлиний.
Каких цветов в нем нет! Лиловый, красный,
синий, Зеленый, желтый цвет.
Взлетает шар надутый, Прозрачнее стекла.
Внутри его как будто Сверкают зеркала.
Огнями на просторе Играет легкий шар.
То в нем синеет море,
То в нем горит пожар.
С.Я.Маршак
Слайд 16Интерференция мыльного пузыря.
Удивительно - пленка из бесцветной жидкости, раствора мыла в
воде, освещенная белым светом, расцвечивается всеми цветами радуги. Посмотрим, почему это происходит.
Окраска мыльных пузырей или тонких пленок бензина на поверхности воды объясняется интерференцией волн отраженных от наружной и внутренней поверхности пленки. Ход лучей в тонких пленках изображен на рис.
Слайд 17Сначала плёнка бесцветная, так как имеет приблизительно равную толщину. Затем раствор
постепенно стекает вниз. Из-за разной толщины нижней утолщённой и верхней утончённой плёнки появляется радужная окраска.
Итак, мыльные пузыри приобретают радужную окрасу благодаря явлению интерференции световых волн отраженных от наружной и внутренней поверхности пленки.
Слайд 19Плёнка мыльного пузыря представляет собой одну из самых тонких вещей, какие
доступны невооружённому зрению.
«Тонкий, как волос» - огромная толщина. Мыльная пленка в 5000 раз тоньше волоса и папиросной бумаги. Фото даёт наглядное представление об этих соотношениях. Разрез стенки мыльного пузыря будет усматриваться в виде тонкой линии при увеличении в 40 ООО раз, волос же будет иметь толщину свыше 2 м
Слайд 20Тайна№5.
Долгая жизнь
мыльного пузыря.
Слайд 21 Лопнул мыльный пузырь ненадёжного зыбкого счастья,
Не сумев
долететь к долгожданным седым облакам.
Зенкевич Александр
Слайд 22Джеймс Дьюар, изобретатель термоса, забавляется с мыльными пузырями. Он законсервировал мыльный
пузырь в герметичном сосуде с двойными стенками на срок более месяца.
Слайд 23Тайна№6.
Свойства мыльных пузырей на морозе.
Слайд 24Замёрзший пузырь не разбивается на осколки из за малой толщины его
стенок.
Слайд 25На сильном морозе, например при -25°С, сразу же в разных точках
образуются кристалики.
Слайд 26Применение.
Для чего нужны
мыльные пузыри?
Слайд 282. Метеорология.
Прототип мыльного пузыря — аэростат (воздушный шар) — используется для
разведки погоды и увлекательных воздушных путешествий
Слайд 293. Архитектура.
Мыльная плёнка, натянутая на каркасы, может принимать самый невероятный вид.
Этим свойством широко пользуются архитекторы и конструкторы.
Слайд 304. Горная промышленность.
В горной промышленности с помощью пузырьков, но воздушных, проводят
флотацию: процесс обогащения горных руд. Пузырьки в растворе обволакивают частички руды и поднимают её на поверхность, а пустая порода остаётся на дне.
Слайд 326. Модель для изучения турбулентности в газовых оболочках.
Слайд 337. Нефтеперерабатывающая промышленность.
Ученые московского
Института химическом физики РАН выяснили, что если в
уже очищенную нефть добавить воды, то в нефти образуются стабильные "мыльные пузыри", наполненные водой.
Оказалось, что в этих пузырьках, которые ученые назвали "мицеллами", могут происходить различные химические реакции. Именно из этих веществ потом получают полимеры, красители, лекарства и многое другое.
Слайд 348. Кавитация.
Изучая лопающиеся пузырьки, ученые, пришли к пониманию процессов кавитации -
образовании в капельной жидкости полостей, заполненных газом, паром или их смесью.
Когда это происходит в воде, давление меняется очень резко, отчего может разрушиться даже металл, скажем, гребной винт корабля или трубопровод.
Слайд 39Форма мыльного пузыря объясняется свойствами жидкостей, заложенными теории поверхностного натяжения.
Цветные полосы
на поверхности мыльного пузыря – результат интерференции в тонких пленках.
Применения мыльного пузыря и его свойств очень неожиданны и многообразны.
Опыты с мыльными пузырями позволили увидеть рассмотренные свойства мыльных пузырей на практике.
Выводы: