Соловьев Григорий

В нем столько блеску было,
Была такая спесь,
А он - воды и мыла
Раздувшаяся смесь.

Мыльный пузырь - конструкция очень устойчивая. Если помнить о том, что его строительным материалом является главным образом вода,- устойчивость мыльного пузыря не может не поражать. Что же придаёт такую устойчивость пузырю, изготовленному из тончайшей жидкой плёнки? Предельная простота и совершенство формы? Очевидно, и это! Так называемые "архитектурные излишества", если они действительно "излишества", совершенствованию и надёжности конструкции обычно не способствуют. А проще, величественнее и совершеннее формы чем сфера, нет! Но дело явно не только в форме: из чистой воды устойчивый пузырь не получается, а из воды с добавкой мыла формируется тонкий, устойчивый, разноцветный пузырь.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Министерство образования и науки республики Хакасия

МОУ Новороссийская СОШ

Научно-практическая конференция

Тайна мыльного пузыря

Работу выполнил:

Соловьев Г.

Научный руководитель:

Сидорина С.Н.

Учитель начальных классов

Новороссийское 2010

1 Структура стенки мыльного пузыря
2 Физические основы

2.1 Поверхностное натяжение и форма
2.2 Замерзание пузырей
2.3 Объединение пузырей
2.4 Интерференция и отражения

3 Математические свойства
4 Как делать мыльные пузыри

4.1 Компоненты
4.2 Процедура
4.3 Гигантские мыльные пузыри

5 Экспериментальная часть

Введение

В нем столько блеску было,
Была такая спесь,
А он - воды и мыла
Раздувшаяся смесь.

Самуил Маршак "Мыльные пузыри"

Проанализировать научную литературу по проблеме образования мыльного пузыря
Выявить компоненты для более устойчивого мыльного пузыря.
Проверить от чего зависит размер мыльного пузыря и его долговечность.

Мыльный пузырь

Мыльный пузырь - тонкая многослойная плёнка мыльной воды, наполненная воздухом, обычно в виде сферы с переливчатой поверхностью . Мыльные пузыри обычно существуют лишь несколько секунд и лопаются при прикосновении или самопроизвольно. Их часто используют в своих играх дети.

Структура стенки мыльного пузыря

Плёнка пузыря состоит из тонкого слоя воды, заключённого между двумя слоями молекул, чаще всего мыла. Эти слои содержат в себе молекулы, одна часть которых является гидрофильной , а другая гидрофобной . Гидрофильная часть привлекается тонким слоем воды, в то время как гидрофобная, наоборот, выталкивается. В результате образуются слои, защищающие воду от быстрого испарения, а также уменьшающие поверхностное натяжение .

Физические основы

Поверхностное натяжение и форма

Пузырь существует потому, что поверхность любой жидкости (в данном случае воды) имеет некоторое поверхностное натяжение, которое делает поведение поверхности похожим на поведение чего-нибудь эластичного . Однако, пузырь, сделанный только из воды, нестабилен и быстро лопается. Для того, чтобы стабилизировать его состояние, в воде растворяют какие-нибудь поверхностно-активные вещества , например, мыло. Распространённое заблуждение состоит в том, что мыло увеличивает поверхностное натяжение воды. На самом деле, оно делает как раз обратное, уменьшает поверхностное натяжение примерно до трети от поверхностного натяжения чистой воды. Когда мыльная плёнка растягивается, концентрация мыльных молекул на поверхности уменьшается, увеличивая при этом поверхностное натяжение. Таким образом, мыло избирательно усиливает слабые участки пузыря, не давая им растягиваться дальше. В дополнение к этому, мыло предохраняет воду от испарения, тем самым делая время жизни пузыря еще больше.

Сферическая форма пузыря также получается за счёт поверхностного натяжения. Силы натяжения формируют сферу потому, что сфера имеет наименьшую площадь поверхности при данном объёме. Эта форма может быть существенно искажена потоками воздуха и самим процессом надувания пузыря. Однако, если оставить пузырь плавать в спокойном воздухе, его форма очень скоро станет близкой к сферической.

Замерзание пузырей

Соединение мыльных пузырей

Если надуть пузырь при температуре −15 °C , то он замёрзнет при соприкосновении с поверхностью. Воздух, находящийся внутри пузыря, будет постепенно просачиваться наружу и в конце концов пузырь разрушится под действием собственного веса.

При температуре −25 °C пузыри замерзают в воздухе и могут разбиться при ударе о землю. Если при такой температуре надуть пузырь тёплым воздухом, то он замёрзнет почти в идеальной сферической форме, но по мере того, как воздух будет охлаждаться и уменьшаться в объёме, пузырь может частично разрушиться, и его форма будет искажена. Пузыри, надутые при такой температуре, всегда будут небольшими, так как они будут быстро замерзать, и если продолжать их надувать, то они лопнут.

Объединение пузырей

Когда два пузыря соединяются, они принимают форму с наименьшей возможной площадью поверхности. Их общая стенка будет выпячиваться внутрь большего пузыря, так как меньший пузырь имеет бо́льшую среднюю кривизну и большее внутреннее давление. Если пузыри одинакового размера, их общая стенка будет плоской.

Правила, которым подчиняются пузыри при соединении, были экспериментально установлены в XIX веке бельгийским физиком Жозефом Плато и доказаны математически в 1976 г. Жаном Тейлором .

Мыльные плёнки представляют собой кусочно гладкие поверхности, средняя кривизна которых постоянна на каждом гладком участке.
Если пузырей больше чем три, они будут располагаться таким образом, что возле одного края могут соединяться только три стенки, при этом углы между ними будут равны 120°, в силу равенства поверхностного натяжения для каждой соприкасающейся поверхности.
Линии пересечения поверхностей пересекаются в одной точке по четыре штуки, причём угол между любыми двумя равен arccos(-1/3)≈109,47°.

Пузыри, не подчиняющиеся этим правилам, в принципе могут образовываться, однако будут сильно неустойчивыми и быстро примут правильную форму либо разрушатся. Пчёлы , которые стремятся уменьшить расход воска , соединяют соты в ульях также под углом 120°, формируя, тем самым, правильные шестиугольники .

Интерференция и отражения

Отражение облаков в мыльном пузыре

Переливчатые «радужные» цвета мыльных пузырей получаются за счёт интерференции световых волн и определяются толщиной мыльной плёнки.

Когда свет проходит сквозь тонкую плёнку пузыря, часть его отражается от внешней поверхности, в то время как другая часть проникает внутрь плёнки и отражается от внутренней поверхности. Наблюдаемый в отражении цвет излучения определяется интерференцией этих двух отражений. Поскольку каждый проход света через плёнку создает сдвиг по фазе пропорциональный толщине плёнки и обратно пропорциональный длине волны, результат интерференции зависит от двух величин. Отражаясь, некоторые волны складываются в фазе, а другие в противофазе, и в результате белый свет, сталкивающийся с плёнкой, отражается с оттенком, зависящим от толщины плёнки.

По мере того, как плёнка становится тоньше из-за испарения воды, можно наблюдать изменение цвета пузыря. Более толстая плёнка убирает из белого света красный компонент, делая тем самым оттенок отражённого света сине-зелёным. Более тонкая плёнка убирает жёлтый (оставляя синий свет), затем зелёный (оставляя пурпурный), и затем синий (оставляя золотисто-жёлтый). В конце концов стенка пузыря становится тоньше, чем длина волны видимого света, все отражающиеся волны видимого света складываются в противофазе и мы перестаем видеть отражение совсем (на тёмном фоне эта часть пузыря выглядит «чёрным пятном»). Когда это происходит, толщина стенки мыльного пузыря меньше 25 нанометров , и пузырь, скорее всего, скоро лопнет.

Эффект интерференции также зависит от угла, с которым луч света сталкивается с плёнкой пузыря. Таким образом, даже если бы толщина стенки была везде одинаковой, мы бы всё равно наблюдали различные цвета из-за движения пузыря. Но толщина пузыря постоянно меняется из-за гравитации, которая стягивает жидкость в нижнюю часть так, что обычно мы можем наблюдать полосы различного цвета, которые движутся сверху вниз.

Математические свойства

Мыльные пузыри образуют пену

Мыльные пузыри также являются физической иллюстрацией проблемы минимальной поверхности , сложной математической задачи. Например, несмотря на то, что с 1884 года известно, что мыльный пузырь имеет минимальную площадь поверхности при заданном объёме, только в 2000 году было доказано , что два объединённых пузыря также имеют минимальную площадь поверхности при заданном объединённом объёме. Эта задача была названа теоремой двойного пузыря. Также, лишь с появлением геометрической теории меры удалось доказать, что оптимальная поверхность будет кусочно-гладкой , а не бесконечно изломаной.

Плёнка мыльного пузыря всегда стремится минимизировать свою площадь поверхности. Это связано с тем, что свободная энергия жидкой плёнки пропорциональна площади её поверхности и стремится к достижению минимума:

где σ - поверхностное натяжение вещества, а S - полная площадь поверхности плёнки. Оптимальная форма отдельного пузыря - сфера, однако несколько пузырей, объединённых вместе, имеют гораздо более сложную форму.

Как делать мыльные пузыри

Мыльный пузырь

Самый простой способ - использовать специальную жидкость для мыльных пузырей (которая продается в качестве игрушки) или просто смешать средство для мытья посуды с водой. Но последний способ может не дать таких хороших результатов, каких хотелось бы получить, поэтому вот несколько приёмов, помогающих улучшить результат:

Компоненты

Что-нибудь уменьшающее поверхностное натяжение воды, например, жидкое мыло или детский шампунь. Чем более чистое мыло (без примесей парфюма или других добавок), тем лучший результат может получиться.
Что-нибудь уплотняющее воду. Наиболее часто используется глицерин (который можно купить в аптеке ). Также можно использовать сахар, который лучше растворять в тёплой воде. Однако плотность воды может стать слишком большой, поэтому важно соблюдать умеренность.
Дистиллированная вода . Вода из-под крана содержит ионы кальция, которые связывают мыло. Дистиллированная вода работает лучше.

Процедура

Если оставить смесь открытой на несколько часов, то ее плотность тоже станет выше. Но, снова, если она станет слишком высокой, выдувать пузыри будет сложно.
Лучше избегать пузырьков или пены на поверхности смеси, аккуратно их убирая или просто дождавшись, пока они исчезнут.
То, насколько просто будет делать пузыри, зависит от множества разных факторов. Разное мыло, разные условия окружающей среды, например, лучше избегать пыльного воздуха или ветра. Также, чем больше влажность воздуха, тем лучше, а значит лучше делать пузыри в дождливый день. Другими словами, наилучший способ найти идеальное решение - это метод проб и ошибок.

Как надувать гигантские мыльные пузыри

Сначала сделаем мыльный раствор. Нам понадобятся:

Какая-нибудь емкость.

Вода (1 л.).

Моющее средство (например, Fairy) или гель для душа (например, Palmolive) (150-200 мл.).

Немного глицерина, который можно купить в аптеках (25 мл.).

(Необязательно) Персональный лубрикант, не на масляной основе, который также можно купить в аптеках (25 мл.).

Две палочки любого размера, но для определенности пусть будут 30 см.

Хлопковая веревка, около 50 см.

2. Чтобы пузыри получались долговечными, вода должна быть мягкой, лучше, если она будет дистиллированная.

3. Подогрейте воду и налейте ее в вашу емкость. В качестве емкости лучше использовать такую, у которой будет широкая крышка, чтобы туда можно было свободно опускать наше надувательное устройство. Если будете использовать стеклянную емкость, то помните, что горячую воду нужно наливать в нее постепенно, прогревая стенки сосуда, иначе он лопнет.

4. То, насколько легко будет надувать пузыри зависит от множества параметров, в частности, от влажности воздуха в той местности, где вы живете. Поэтому, если хотите добиться идеального состава, вливайте гель для душа в воду несколькими порциями, каждый раз проверяя, улучшился ли ваш раствор. Если вы нетерпеливы, то можете сразу смешать 150 мл. геля с водой, пузыри можно надувать и с неидеальным составом.

5. Добавьте в раствор 25 мл. глицерина и 25 мл. лубриканта (можно обойтись и без лубриканта) и хорошенько все размешайте. Следите, чтобы при размешивании, не образовывалась пена. Если она все же появится, ее можно убрать ложкой.

6. Проверьте раствор, надув пузырь через трубочку. Не беспокойтесь, если пузыри пока что получаются обыкновенными. Секрет огромных пузырей состоит не только в рецепте мыльного раствора. Можете добавить геля или других ингредиентов, если хотите поэкспериментировать.

7. Теперь нужно сделать надувательное устройство. Оно представляет из себя две палочки, между которыми привязана веревка таким образом, чтобы она образовывала треугольник.

8. Надувать пузыри лучше всего на улице в безветренную погоду (или со слабым ветерком). Опустите надувательное устройство в раствор, затем поднимите его и начните отходить назад. Образовавшийся поток воздуха надует пузырь. Развлекайтесь, и не стесняйтесь экспериментировать!

Экспериментальная часть

I. - Приготовление раствора

В результате эксперимента было установлено, что наиболее прочные и эластичные плёнки получаются из смеси хозяйственного мыла, сахара и желатина (заменяют глицерин), также неплохие результаты показали моющие средства "Fairy" и "Fa" (с добавление глицерина). Концентрация моющего средства зависит от влажности помещения, температуры и многих других факторов. Результаты опыта представлены в таблице

Моющее средство	Дополнение	Концентрация мыла, %	Средний диаметр мыльного пузыря, см
хозяйственное мыло	1/4 части сахара с желатином	20	11-12
"глицериновое" мыло	-	27	7
"Fairy"	-	12	10
"Fa"	1/3 глицерина	37	8

Для опытов мы использовали дистиллированную воду (тяжёлая вода из-за минерального содержания будет причиной хрупких пузырей).

II. - Проволочные рамки

При погружении объемных рамок в мыльный раствор, получаются удивительные по форме пленки. В случае куба, тетраэдра, цилиндра и многих других фигур, пленки прикрепляются к ребрам и сходятся внутри.

Площадь пленок, натянутых на каркас, всегда минимальна, т.к. это соответствует минимуму поверхностной энергии. С помощью рамок можно наглядно решать некоторые геометрические и архитектурные задачи. При проектировке зданий крыши макетов выполняются в виде каркасов. Расчет проверяется с помощью мыльных пленок, которые формируются на этих рамках.

Необходимое условие для получения мыльных пленок - замкнутость каркаса. Для того, чтобы на спирали образовывалась мыльная пленка, необходимо соединить первый и последний виток осью. Ось не обязательно должна проходить по центру, ее задача - замкнуть рамку. Винтовую рамку можно сделать лучше, так, чтобы можно было сближать и раздвигать витки спирали.

Несколько пузырей друг в друге

Сначала выдуваем большой пузырь. Затем, смочив трубочку из-под коктейля в мыльном растворе и проткнув большой пузырь, медленно вытягиваем трубочку обратно, не доводя ее, однако, до края, выдуваем второй пузырь, заключенный в первом. Для того чтобы пузыри не лопались при соприкосновении с рукой, её предварительно надо смочить в мыльном растворе.

Фигурка в пузыре

В тарелку или на поднос наливаем мыльного раствора настолько, чтобы дно тарелки было покрыто слоем в 2-3 мм вышины; в середину кладём фигурку и накрываем воронкой. Затем, медленно поднимая воронку, дуем в ее узкую трубочку - образуется мыльный пузырь; когда же этот пузырь достигнет достаточных размеров, наклоняем воронку, как показано, высвобождая из-под нее пузырь. Тогда фигурка окажется лежащей под прозрачным полукруглым колпаком из мыльной пленки.

Пузырь на не смачиваемой поверхности

Необходимое условие для получения мыльных пленок - замкнутость каркаса. Мыльный пузырь, соприкоснувшись с твердой не смачиваемой поверхностью, не разрушается. На такой поверхности он имеет сферическую форму, потому что масса пузыря крайне мала и сила тяжести не влияет на его форму.

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Тайна мыльного пузыря Выполнил: Соловьев Гриша Ученик 4 класса

В нем столько блеску было, Была такая спесь, А он - воды и мыла Раздувшаяся смесь. Самуил Маршак "Мыльные пузыри"

Цель работы – раскрыть секрет мыльного пузыря. Задачи: Проанализировать научную литературу по проблеме образования мыльного пузыря Выявить компоненты для более устойчивого мыльного пузыря. Проверить от чего зависит размер мыльного пузыря и его долговечность.

Моющее средство Дополнение Концентрация мыла, % Средний диаметр мыльного пузыря, см хозяйственное мыло 1/4 части сахара с желатином 20 11-12 "глицериновое" мыло - 27 7 " Fairy " - 12 10 "Fa" + 1/3 глицерина 37 8

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 2 п. Карымское»

Исследовательская работа

Тема: Тайна мыльных пузырей

Направление: Мир чудес

Выполнила: Волкова Дарья Сергеевна

2 « Б» класс

Научный руководитель:

Учитель технологии

Волкова Галина Юрьевна

2017 г.

Введение ……………………………………………………. …………………2

Основная часть

Глава I. Теоретическое исследование

1.1. Что такое «мыльный пузырь»? ……………………………..………… . 4

1.2. Происхождение мыльного пузыря……………………………………..5

1.3. Почему мыльный пузырь круглый? .......................................................5

1.4. Писатели и поэты о мыльных пузырях………………………………...6

1.5. Мыльные пузыри и художники………………………………………...7

Глава I

2.1. Рецепты изготовления мыльных пузырей…………………………….….9

2.2. Опыты с мыльными пузырями…………………………………………..11

Глава I II. Заключение …………………………………………………………………….13

Литература ……………………………………………………………...........14

Приложение

Введение

Летящие по воздуху переливающиеся всеми цветами радуги прозрачные шары. Что это? Ну, конечно, каждый знает ответ - мыльные пузыри. Мыльные пузыри были не только детской забавой, но и объектом для размышлений философов о смысле жизни. Не просто красивым явлением природы, но и интересовали серьёзных учёных. Английский физик Чарльз Бойс был так заинтригован мыльными пузырями, что написал 200 -страничную книгу: «Мыльные пузыри. Их цвет и силы, придающие им форму». Эта книга по сей день является как детской забавной книжкой, так и настольным пособием для физиков-теоретиков и экспериментаторов. Раствор для мыльных пузырей можно купить в магазине или приготовить самостоятельно.

А как же они появляются и что такое «мыльный пузырь»? можно ли дома самому приготовить раствор для мыльных пузырей и что для этого нужно? Из каких растворов можно получить самые большие и прочные мыльные пузыри.

Цель работы - исследовать рецепты мыльных пузырей, выявить наиболее эффективные из них; выявить свойства и форму мыльных пузырей.

Задачи:

Познакомиться с понятием «мыльный пузырь».

Изучить литературные источники.

Изучить рецепты приготовления мыльных пузырей.

Провести исследование жидкостей для надувания мыльных пузырей, получаемых из разных составов.

Провести исследование свойств и форм выдувания мыльного пузыря.

Методы исследования :

Эксперимент, фото-фиксация;

Работа с информационным источником;

Социальный опрос; беседа;

Анализ и обобщение информации.

Объект исследования : мыльный пузырь

Предмет исследования : форма и состав мыльных пузырей;

Гипотеза:

1.Предположим, что и спользуя проволочные каркасы разных геометрических форм, можно выдуть мыльные пузыри некруглой формы;

2. Размеры и время жизни мыльных пузырей зависят от состава жидкости.

Глава I. Теоретическое исследование

1.1. Что такое «мыльный пузырь»?

Говорят, человеку не надоедает смотреть на три вещи: огонь, воду и звёздное небо. Нужно четвёртым пунктом добавить мыльные пузыри. Проанализируем этот факт с точки зрения простого обывателя. Глядя на проплывающие мыльные пузыри, и у детей, и у взрослых захватывает дух. Сколько удовольствия мы получаем, надувая и наблюдая за переливами всех цветов радуги на их поверхности. Мыльные пузыри популярны во всем мире.

Что же это такое радужное чудо - мыльный пузырь?

В «Толковом словаре русского языка» Ожегова Сергея Ивановича есть такое определение: Наполненный воздухом прозрачный шарик в жидкости, жидкой массе. Мыльный пузырь (выдуваемый из мыльной пены; также перен.: о чем-н. ярком, но непрочном, о дутой величине; неодобр.).

1.2. Происхождение мыльного пузыря

В сети интернет мы узнали историю появления мыльных пузырей. Она связана с человеком по имени Пампатус, который из-за своего страха сам того не подозревая придумал способ выдувания мыльных пузырей.

В один прекрасный день, когда наконец-то создали мыло король, ничуть не шутя, приказал всем вымыться мылом под страхом смертной казни. Только один старый сапожник по имени Пумпатус сидел, спрятавшись, в своей сапожной будке. Больше всего на свете Пумпатус не любил мыть шею. За окном послышались шаги. Два огромных стражника взяли Пумпатуса подмышки и через пять минут уже подвели его к городской тюрьме. В комнате, где заперли Пумпатуса, была ванна с мыльной пеной и много полотенец. «Согласен?» - спросили два огромных стражника. «Ни за что!» - отвечал Пумпатус. И его оставили, чтобы он в последний раз выкурил свою трубку. Пумпатус затянулся и вдруг увидел, что из трубки вылетел прекрасный прозрачный шар. Шар вылетел в окно и засиял на солнце: в нем прыгали маленькие радуги. За первым шаром вылетел второй. Пумпатус во все глаза смотрел на происходящее чудо. Прохожие внизу тоже задрали головы, чтобы посмотреть на это. Вскоре собралась толпа, и начался переполох. О том, что Пумпатуса должны были казнить, все, конечно, забыли. Профессор, которого пригласили во всём разобраться, осмотрел трубку Пумпатуса. «В трубку попала мыльная пена. Вот в чём дело», - объявил профессор толпе под окном. В этот день никто не курил трубок. Все наполнили трубки мыльной пеной и пускали пузыри. Все небо было разноцветным от мыльных пузырей. Дамам стали дарить букеты из мыльных пузырей. Правда такие букеты лопались, но зато вместо них приходилось дарить сразу новые. И дамы были счастливы. Пумпатуса, конечно, не казнили, а после этого мыльные пузыри стали популярны не только в одном маленьком королевстве, но и в целом мире!

1.3. Почему мыльный пузырь круглый?

Все мы восхищаемся пузырями, особенно мыльными — их идеально круглой формой и переливающейся разными красками поверхностью. Чарльз Бойз назвал мыльные пузыри великолепным экспериментальным объектом и указал, что силы, которые придают форму пузырю, присутствуют во всех жидкостях. Эти силы вездесущи. Без них не обхо-дится заварка чая, без них нельзя закрыть текущий кран на кухне, о них помнят, ныряя в воду. В общем, всякая жидкость обладает этой силой. Представим себе, что мы наполняем водой воздушный шарик. Чем больше воды мы в него наливаем, тем сильнее растягивается резиновая оболочка шарика. В конце концов, она перестанет растягиваться и лопнет. Теперь представим себе каплю воды. Вода собирается на кончике пипетки в виде растущей капли. Капля становится все больше и больше. Наконец она достигает определенного критического размера и отрывается от кончика пипетки

Чарльз Бойз был так заинтригован мыльными пузырями, что написал 200 страничную книгу «Мыльные пузыри. Их цвет и силы, придающие им форму»

Так все же почему мыльный пузырь круглый? Причина этому - силы поверхностного натяжения жидкости. Силы поверхностного натяжения стремятся придать мыльному пузырю максимально компактную форму. Самая компактная форма в природе - это шар (а не куб, например). При шарообразной форме воздух внутри пузыря равномерно давит на все участки его внутренней стенке (по крайней мере, до тех пор, пока пузырь не лопнет) .

1.4. Писатели и поэты о мыльных пузырях

Мыльные пузыри не могут оставить равнодушным никого: ни клоуна, ни ученого, ни взрослых, ни детей, ни художника, ни писателя, ни поэта. Вот, например, известный американский писатель Марк Твен так говорил: «Мыльный пузырь - самое красивое и самое совершенное, что существует в природе».

А русские детские поэты написали стихи об этом явлении (приложение I ).

1. Е.Благинина «Мыльный пузыри».

2. С. Маршак «Мыльные пузыри»

3. Р.Сеф «Мыльный пузырь».

Занявшись вплотную исследовательской работой, мне попалась на глаза сказка Г.Х.Андерсена, ранее мной не прочитанная, "Комета". В этой сказке есть описание того момента, как мальчик пускал мыльные пузыри. «Перед ним стояло на столе склеенное блюдечко с мыльной водой, он погружал в нее маленькую глиняную трубочку, брал в рот другой конец ее и пускал мыльные пузыри — и большие, и маленькие. Они колебались и переливались всеми цветами радуги, из желтых становились красными, из лиловых в голубые, а потом вдруг окрашивались в ярко-зеленый цвет листьев, залитых в лесу лучами солнышка.

- Дай Бог прожить тебе столько лет, сколько пустишь пузырей! - сказала мать.

Ох, как много! - воскликнул мальчик. - Этой мыльной воды хватит на век! »

1.5. Мыльные пузыри и художники

Не обошли стороной тему мыльных пузырей и художники (приложение II ).

Глядя на картину известного французского художника Жана Батиста Симеона Шардена «Мыльные пузыри» (1733-35) мы видим детей, надувающих мыльные пузыри в прекрасный солнечный день. Как известно, и великий Рембрандт не обошёл стороной эту тему. Он написал картину «Амур с мыльным пузырём». Также не менее известная картина маслом Джона Эверетта Милле «Мыльные пузыри» (1885—1886г).

Глава I I. Экспериментальное исследование

В начале своего исследования я провела опрос среди учащихся начальной школы, в котором приняло участие 28 человек. Школьникам были заданы следующие вопросы:

1. Нравится ли тебе пускать мыльные пузыри?

да нет

2. Поднимают ли тебе настроение мыльные пузыри?

да нет

3. Какой раствор ты используешь для выдувания мыльных пузырей?

покупаю делаю сам другое

4. Что ты чаще используешь для приготовления раствора мыльных пузырей?

Шампунь моющее средство мыло порошок другое

5. Какой формы получался у тебя мыльный пузырь?

круглой квадратной овальной цилиндрической другие

Как видно из результатов опроса мыльные пузыри любимая забава для учащихся начальной школы, которая поднимает им настроение. Пузыри парят в воздухе, приливаясь всеми радужными красками и всегда вызывают улыбку. Маленькую баночку с мыльным раствором всегда можно купить в магазине, что некоторые дети (13 чел) и делают. Однако она быстро заканчивается. Большинство ребят (16 чел) самостоятельно разводят состав для мыльных пузырей. В качестве ингредиентов для раствора они указали следующее:

Шампунь (17ч), моющее средство (8ч), мыло (3ч), порошок (2 ч). При выдувании мыльных пузырей у ребят получались круглые пузыри (28 ч), квадратные (0ч), овальные (2ч), цилиндрические (0ч), другой формы (0 ч)

Я и сама не раз в домашних условиях разводила растворы для мыльных пузырей, а недавно стала задумываться о том, есть ли такие растворы, из которых получаются мыльные пузыри больших размеров и которые долго не лопаются.

Поэтому я решила провести несколько экспериментов и узнать, из чего лучше всего получаются мыльные пузыри, и какие растворы придают мыльному пузырю долгую жизнь.

2.1. Рецепты изготовления мыльных пузырей

В интернете можно найти много рецептов мыльных пузырей, но какой из них лучше, понять сложно, постараюсь самостоятельно исследовать 5 составов для мыльных пузырей.

Состав №1

На 100гр. средства для мытья посуды необходимо взять 300мл. воды и 50мл. глицерина. Всё хорошенько размешать и ваш раствор готов.

Состав №2

На 600мл. горячей воды, 300мл. глицерина, 20 капель нашатырного спирта и 50 г моющего средства в порошке. Всё хорошенько размешать и поставить на 12 часов в холод!

Состав №3

100 мл обычного шампуня, 100 мл воды, 2 ч.л. сахара.

Состав №4

4ст. ложки мыльной стружки растворить в 400мл. горячей воды. Раствор оставить на несколько часов, после чего добавить 2 чайные ложки сахара.

1 этап. Подготовительный

Для данного эксперимента понадобились следующие вещества.

Дисцилированная вода;

Жидкость для мытья посуды;

Стиральный порошок;

Хозяйственное мыло;

Глицерин;

Нашатырный спирт;

Сахар;

Трубочка для выдувания.

2 этап. Приготовление 4 мыльных растворов

Составы 4 мыльных растворов полностью соблюдены, но при этом предварительно уменьшены их пропорции, согласно ёмкости стакана 200 мл.

3 этап. Тестируем составы мыльных пузырей

Я выполнила опыты из готовых растворов и вот что получилось!

	из жидкого моющего средства для мытья посуды	из стирального порошка	из хозяйственного мыла	из детского шампуня
время жизни мыльного пузыря	1 мин 27 сек	2 сек	28 сек	56 сек
максимальный размер	32см	5мм	15см	29 см
из 10 получилось
из них маленьких
из них больших

Вывод: самые долгоживущие пузыри получаются из рецепта №1. Глицерин именно то средство, которое делает стенки мыльного пузыря прочнее, а сам пузырь, соответственно, более долгоживущим. Лучшие результаты даёт не порошок, а жидкое моющее средство для мытья посуды. Выдуть мыльный пузырь из раствора с порошком, даже при добавлении глицерина, нам не удалось.

Исследование влияния добавок сахара показало, что более крупные и долгоживущие пузыри получаются при добавлении сахара в раствор с шампунем, а не с мылом

Согласно экспериментам и результатам таблицы, мы сделали вывод, что пузыри самых больших размеров более продолжительных по времени выдуваемые из состава №1, а так же близок к победе состав №4. (детский шампунь).

Таким образом, наша гипотеза о том, что размеры и время жизни мыльных пузырей зависят от состава жидкости, подтвердилась.

2.1. Опыты с мыльными пузырями

Для исследования свойств и формы мыльных пузырей я провела следующие опыты.

Опыт№1. Возьмем каркас в форме треугольника обмакнем его в мыльном растворе и попробуем слегка подуть на мыльный пузырь и оставим в покое, смотрим что получилось. Попробуем полить сквозь мыльную пленку воду.

Опыт №1 показал, если подуть на мыльную плёнку, то она вытягивается и возвращается в исходное положение. Значит, мыльные плёнки обладают эластичностью. Если сквозь мыльную плёнку лить воду, то вода пройдёт сквозь неё, а плёнка останется целой. Это говорит о том, что мыльная плёнка обладает поверхностным натяжением, поэтому даже струя воды не разрушает её (приложение III ).

Опыт №2 . Для проведения опыта «Мыльные пузыри разной формы» нужно сделать разные специальные рамки, такие, как: «Ромб», «Треугольник», «Квадрат», «Овал», «Звездочка». Используя различные рамки, я смогла выдуть мыльные пузыри только круглой формы (приложение IV ).

Опыт 2. Доказал, что это силы поверхностного натяжения стремятся придать мыльному пузырю форму шара. Получить мыльный пузырь некруглой формы не удалось.

Опыт №3 . Возьмем разные трубочки разных диаметров для пускания мыльных пузырей и попробуем их выдуть.

Опыт №3 показал, что на размер пузыря влияет диаметр трубочки. Чем больше диаметр, тем крупнее получается пузырь.

Опыт № 4. Меняются ли свойства мыльного пузыря на морозе?

Прежде чем проследить за свойствами мыльных пузырей на морозе, мы провели следующие опыты:

А) охладила мыльный раствор в холодильнике, выдула шарик и осторожно опустила его на руку одетую в варежку. Приподнимая руку, заставила шарик подниматься и опускаться. В результате мыльный пузырь не меняя формы, и не лопаясь, мягко опускался на руку и даже подпрыгивал. Потом я попробовала выдуть шарики на ковёр. Произошло то же самое.

В) Потом я стала выдувать пузыри на улице. Было -23 С° градусов шарик быстро замерз.

Вывод: поверхность пузыря из мыла и воды достаточно упруга. Пузырь опирается на ворсинки шарфа и как бы парит в воздухе. При выдувании пузырей на сильном морозе -20C°, -25 C ° сразу же на поверхности шара возникли мелкие кристаллики, которые быстро разрослись и, наконец, слились в единую картину, похожую на морозный рисунок на окне.

Таким образом, наша гипотеза о том, что используя проволочные каркасы разных геометрических форм, можно приготовить мыльные пузыри некруглой формы не подтвердилась.

Как же можно разнообразить процесс надувания мыльных пузырей?

Смастерить поделки!

Выдуть пузыри внутри пузырей!

С одноклассниками поиграть в теннис.

Поучаствовать в конкурсе самый большой мыльный пузырь

Провести праздник «Шоу мыльных пузырей».

Заключение

В результате проделанной нами работы удалось познакомиться с историй происхождения мыльного пузыря, узнать, что такое поверхностное натяжение, почему пузырь имеет форму шара. При более внимательном изучении мыльного раствора с помощью наблюдений и опытов, мы узнали о том, какой раствор более эффективный для выдувания пузырей больших размеров и продолжительных по времени.

Гипотеза образования мыльных пузырей оказалась верной. В состав мыльных пузырей входит мыло и моющее средство. Но в дополнение к этим главным веществам нужно добавить еще несколько составляющих, главным из которых является вода, глицерин.

Вода для раствора должна быть мягкой или еще лучше дистиллированная. Тяжелая вода из-за минерального содержания будет причиной хрупких пузырей, которые не будут долго жить.

Какое моющее средство применить? На собственном опыте убедились, что лучшее, что может быть это средство для мытья посуды и детский шампунь. Для пузырей долгожителей рекомендуется добавление в получившийся раствор глицерина. С помощью такого раствора я получила самые крупные и прочные мыльные пузыри, которые даже удавалось брать в руки.

Получение мыльного раствора для пускания мыльных пузырей в домашних условиях - вполне осуществимое и интересное занятие.

Выдувая мыльные пузыри, поднимается настроение, забываются все проблемы, действительно хорошо разрабатываются легкие. Все это благотворительно влияет на здоровье.

Список литературы

1. Гегузин Я.Е. «Мыльные пузыри». М., Издательство: «Наука», 1985г

2. Даль В.И., Спб., ИД «Весть», 2004г

3. Лущекина О.Б. «Шоу мыльных пузырей, или куда может завести работа над проектом» М., газета «Физика», №22, 2004.

4. Пузыри на морозе. М., «Наука и жизнь», №2, 1982

5. Толковый словарь Ожегов С.И. М., «Русский язык», 1986 г

6. Энциклопедический словарь юного физика. Составитель В.А.Чуянов. М., Издательство: Педагогика, 1984.

7. http://www.infoniac.ru/news/Kak-sdelat-myl-nyi-puzyr.html

Приложение I

1. Елена Благинина «Мыльные пузыри»

Тихо шепчется с ветлой старая берёза.

Ходит по двору с метлой дедушка Серёжа.

Дед Серёжа, посмотри,

Мы пускаем пузыри!

Видишь, в каждом пузыре -

По малиновой заре,

По берёзке, по ветле,

По Серёжке, по метле.

Ты смотри, смотри, смотри:

Полетели пузыри -

Красный, жёлтый, голубой -

Выбирай себе любой!

2 . Самуил Маршак «Мыльные пузыри»

Воды обыкновенной

В стаканчик набери -

Пускать из мыльной пены

Мы будем пузыри.

Соломинку простую

Сейчас возьму я в рот,

Воды в нее втяну я,

Потом слегка подую

В соломинку - и вот,

Сияя гладкой пленкой,

Растягиваясь вширь,

Выходит, нежный, тонкий,

Раскрашенный пузырь.

Горит, 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.

Он, воздухом надутый,

По воздуху плывет,

Но и одной минуты

На свете не живет.

Нарядный, разноцветный,

Он лопнул навсегда,

Расплылся незаметно,

Растаял без следа.

А был такой надменный,

Заносчивый такой!

Хвалился, что из пены

Родился он морской.

В нем столько красок было,

Была такая спесь,

А он - воды и мыла

Раздувшаяся смесь.

Его я не жалею...

По правде говоря,

Стихи о нем длиннее

Всей жизни пузыря!

3. Р.Сеф «Мыльный пузырь».

Мыльный пузырь

Оторвался от трубки,

Вот он поплыл,

Наподобие шлюпки,

Влево, налево, левее…потом

Через балкон -

И пропал за углом.

Я запустил

Этот шарик недаром -

Вырастет он,

Станет радужным шаром.

Я прикреплю к нему

Снизу гондолу

И полечу

Потихонечку в школу.

Приложение II

Выставлена в музее : Национальная галерея искусств (Вашингтон)

Год : 1734

Рембрандт - «Амур с мыльным пузырем» (приписывается). 1634.

Юлия Митина
Проект «Тайна мыльных пузырей» (старшая группа)

"Тайна мыльных пузырей "

Вид проекта : познавательно-исследовательский

Группа проведения : старшая

Цели :

Изучить структуру и виды мыльных пузырей .

Задачи :

Определить что такое мыльный пузырь , как и из чего его получить

Изучить прозрачность и свойства мыльного пузыря

Рассмотреть окрас мыльного пузыря в окружающем мире

Воспитатель : Митина Юлия Сергеевна

Москва 2014

Этапы :

1. Рассказ воспитателя детям, что такое мыльный пузырь и как он появился . Используя презентацию, воспитатель показывает структуру и виды мыльных пузырей .

2. Практическое занятие : воспитатель с детьми делает раствор особо прочных мыльных пузырей для экспериментов . Затем рассказывает как можно надуть мыльный пузырь . Дает детям на выбор (соломинку, коктельную палочку, геометрические палочки различных фигур) и надуваем пузыри вместе с детьми .

3. Строительство изумрудного города из мыльных пузырей (практическое занятие)

Нам понадобится :

Раствор прочных мыльных пузырей

Глубокая миска

Соломинка

Раствор мыльных пузырей наливаем в глубокую миску, затем добавляем туда гуашь любого цвета и мешаем до однородной смеси. Далее опускаем край соломинки в окрашенный раствор пузырей и слегка дуем . Наблюдаем за тем, как пузыри сами в хаотичном порядке выстраивают город.

4. Рассматривание стен газеты : "Дети и мыльные пузыри в саду "

Паспорт проекта…………………………………………………………..…3 стр.

Обоснование………………………………………………………………....4 стр.

Методика проекта…………………………………………………………5-11стр.

Заключение………………………………………………………………….12 стр.

Список литературы…………………………………………………………13 стр.

Приложение…………………………………………………………….14 - 23стр.

Паспорт проекта

Полное название проекта

«Тайны мыльных пузырей»

Исследовательский

Руководитель проекта

Название организации

Адрес организации, телефон

Цель проекта

Научиться изготавливать растворы мыльных пузырей в домашних условиях.

Сроки создания

февраль – март 2016г.

Ожидаемые результаты

В результате исследования учащиеся проанализируют научную литературу по изучаемой теме; проверят растворы мыльных пузырей; выяснит, с помощью каких растворов получаются наиболее крупные и прочные мыльные пузыри; разработают свою методику получения мыльных пузырей.

Актуальность

Мыльные пузыри привлекают всех своей красотой, радужными переливами, удивительной хрупкостью и лёгкостью. Дети и взрослые с удовольствием наблюдают за этим удивительным творением человека. Затейливые траектории их полёта делают мыльные пузыри забавной игрушкой для детей любого возраста. Как получить большие, разноцветные мыльные пузыри своими руками?

Обоснование.

Мыльные пузыри из покон веков всегда радовали глаз. За ними интересно наблюдать. Их цвет завораживает. Как здорово наблюдать за красивыми и радужными мыльными пузырями, которые поднимаются вверх, сверкая всеми цветами радуги! Малейший порыв ветра - и пузыри разлетаются во все стороны. И всегда обидно, когда они лопаются. В ходе нашего исследования мы решили узнать способы изготовления раствора для мыльных пузырей и получения разных форм, чтобы самим использовать их дома и на праздниках, так как они создают атмосферу радости и бесконечного счастья. Проект позволяет ответить на вопрос: какой раствор необходим для надувания больших и прочных мыльных пузырей? В практической части проекта проведены эксперименты по изготовлению различных растворов мыльных пузырей с разными мылосодержащими жидкостями. В ходе эксперимента было выяснено, что из воды не получается надуть пузырь, необходимы мылосодержащие жидкости с добавлением глицерина.

Тема нашего проекта «Тайны мыльных пузырей».

Цель проекта: научиться изготавливать растворы мыльных пузырей в домашних условиях.

Задачи проекта:

1.Проанализировать научную литературу по изучаемой теме

2.Проверить растворы мыльных пузырей.

3.Выяснить, с помощью каких растворов получаются наиболее крупные и прочные мыльные пузыри.

4.С помощью эксперемента найти состав для наилучших мыльных пузырей.

5.Разработать свою методику получения мыльных пузырей.

Гипотеза исследования:

Предположим , что мыльные пузыри – это тонкая плёнка мыльной воды.

Допустим, что существует простой и эффективный рецепт мыльных

пузырей.

Возможно ли приготовить мыльные пузыри в домашних условиях.

Что произойдет с мыльными пузырями, если поместить их в морозильную камеру или попробовать пустить зимой на улице при температуре от – 20 до -25 градусов.

Объект исследования: мыльные пузыри.

Предмет исследования: сведения о мыльных пузырях.

Методы исследования: наблюдение, поиск в Интернете, чтение

литературы, анализ, анкетирование, обобщение.

Актуальность темы обусловлена тем, что мыльные пузыри привлекают всех своей красотой, радужными переливами, удивительной хрупкостью и лёгкостью. И не только дети, но и взрослые с удовольствием наблюдают за этим удивительным творением человека. Затейливые траектории их полёта делают мыльные пузыри забавной игрушкой для детей любого возраста. А как получить большие, разноцветные мыльные пузыри своими руками? В этом и заключается актуальность выбранной темы.

Оборудование: дисцилированная вода, жидкость для мытья посуды, гель для душа, стиральный порошок, детское и хозяйственное мыло, глицерин, нашатырный спирт, сахар, желатин, трубочка для выдувания

Методика проекта.

Любой школьный проект можно разделить на несколько этапов:

подготовительный

теоретический

практический

Подготовительный этап

Поиск информации о мыльных пузырях из различных источников

(энциклопедии, словари, сеть Интернет).

Выбор рецептов изготовления мыльных пузырей в домашних условиях.

Подготовка необходимого оборудования для изготовления растворов мыльных пузырей.

Для данного эксперимента понадобились следующие вещества:

Дисцилированная вода

Жидкость для мытья посуды

Стиральный порошок

Хозяйственное мыло

Глицерин

Нашатырный спирт

Сахар

Трубочки для выдувания

Теоретический этап

Что такое «мыльный пузырь»?

Что же это такое радужное чудо – мыльный пузырь?

В «Толковом словаре русского языка» Ожегова Сергея Ивановича есть такое определение: Наполненный воздухом прозрачный шарик в жидкости, жидкой массе. Мыльный п. (выдуваемый из мыльной пены; также перен.: о чем-н. ярком, но непрочном, о дутой величине; неодобр.).

Происхождение мыльного пузыря.

Почему мыльный пузырь круглый?

Все мы восхищаемся пузырями, особенно мыльными - их идеально круглой формой и переливающейся разными красками поверхностью. Чарльз Бойз назвал мыльные пузыри великолепным экспериментальным объектом и указал, что силы, которые придают форму пузырю, присутствуют во всех жидкостях. Эти силы вездесущи. Без них не обходится заварка чая, без них нельзя закрыть текущий кран на кухне, о них помнят, ныряя в воду. В общем, всякая жидкость обладает этой силой. Представим себе, что мы наполняем водой воздушный шарик. Чем больше воды мы в него наливаем, тем сильнее растягивается резиновая оболочка шарика. В конце концов, она перестанет растягиваться и лопнет. Теперь представим себе каплю воды. Вода собирается на кончике пипетки в виде растущей капли. Капля становится все больше и больше. Наконец она достигает определенного критического размера и отрывается от кончика пипетки

Так все же почему мыльный пузырь круглый? Причина этому – силы поверхностного натяжения жидкости. Силы поверхностного натяжения стремятся придать мыльному пузырю максимально компактную форму. Самая компактная форма в природе – это шар (а не куб, например). При шарообразной форме воздух внутри пузыря равномерно давит на все участки его внутренней стенке (по крайней мере до тех пор, пока пузырь не лопнет) .

Писатели и поэты о мыльных пузырях

Мыльные пузыри не могут оставить равнодушным никого: ни клоуна, ни ученого, ни взрослых, ни детей, ни художника, ни писателя, ни поэта. Вот, например, известный американский писатель Марк Твен так говорил: «Мыльный пузырь – самое красивое и самое совершенное, что существует в природе ».

А русские детские поэты написали стихи об этом явлении.

1. Е.Благинина «Мыльный пузыри».

2. С. Маршак «Мыльные пузыри»

3. Р.Сеф «Мыльный пузырь». ( Приложение № 1)

Мыльные пузыри и художники

Не обошли стороной тему мыльных пузырей и художники. Приложение 2.

Практический этап

В начале своего исследования я провела опрос среди учащихся начальной школы, в котором приняло участие 33 человека. Школьникам были заданы следующие вопросы:

Нравится ли тебе пускать мыльные пузыри?

да нет

Да нет не знаю Изготовление мыльных пузырей самостоятельно

Что ты чаще используешь для приготовления раствора мыльных пузырей?

шампунь моющее средство мыло порошок другое

круглой квадратной овальной цилиндрической другие. Результаты анкетирования (Приложение №3).

Как видно из результатов опроса мыльные пузыри любимая забава для учащихся начальной школы, которая поднимает им настроение. Пузыри парят в воздухе, приливаясь всеми радужными красками и всегда вызывают улыбку. Маленькую баночку с мыльным раствором всегда можно купить в магазине, что некоторые дети (10 чел) и делают. Однако она быстро заканчивается. Большинство ребят (22 чел) самостоятельно разводят состав для мыльных пузырей. В качестве ингредиентов для раствора они указали следующее:

Шампунь (12 ч), моющее средство (10 ч), мыло (11 ч). При выдувании мыльных пузырей у ребят получались круглые пузыри (27ч), квадратные (0ч), овальные 6 ч).

В интернете можно найти много рецептов мыльных пузырей, но какой из них лучше, понять сложно, постараюсь самостоятельно исследовать 4 состава для мыльных пузырей. (Приложение №4)

Итак, как сделать мыльные пузыри?

Первый способ:

На 200мл жидкого моющего средства для мытья посуды необходимо взять 600 мл воды и 100 мл глицерина (продается в любой аптеке). Все хорошенько размешать и ваш раствор готов. Глицерин именно то средство, которое делает стенки мыльного пузыря прочнее, а сам пузырь, соответственно, более долго живущим!

Второй способ:

Этот рецепт мыльных пузырей посложнее и приготовление раствора займет больше времени. На 600 мл горячей воды необходимо взять 300 мл глицерина, 20 капель нашатырного спирта и 50гр любого порошкообразного моющего средства. Все ингредиенты перемешиваем и оставляем настояться на два-три дня. После этого раствор тщательно профильтровываем и ставим в холодильник на 12 часов. И, наконец, можно приступать к выдуванию радужных красавцев . Из такой смеси можно выдувать очень большие и всякие фигурные пузыри, т.к. глицерин делает их прочнее.

Третий способ:

Кусок хозяйственного мыла натираете на крупной терке. Полученную мыльную стружку (4 столовые ложки) на медленном огне растворяете в 400 мл. горячей воды. Только осторожно, густой горячий мыльный раствор – то же самое, что горячий кисель - можно сильно обжечься. Раствор оставляете на неделю, после чего добавляете в него 2 чайные ложки сахара. Оставляете до растворения сахара, перемешиваете – готово.

Четвертый способ:

Из моего личного опыта самым простым и эффективным оказался следующий рецепт мыльных пузырей: 0,5 чашки детского шампуня; 1,5 чашки воды; 2ч. ложки сахара.

В моем эксперименте лучшими оказались растворы из моющего средства для посуды и шампуня, а лучшим приспособлением для выдувания – трубочка от игрушки «мыльные пузыри». (Приложение № 5)

Мыльные пузыри на морозе или в морозильной камере.

Очень интересной мне показалась небольшая заметка про поведение мыльных пузырей на морозе, и я решил а попробовать. По первому способу я стал а на улице выдувать мыльные пузыри через пластмассовую трубку от шариковой ручки.

Эффект от выдувания мыльных пузырей на морозе превзошел все мои ожидания – это было удивительное зрелище! Кажется, что пузырь покрывается тоненькой корочкой льда – кристаллизуется.

Еще я попробовала поместить мыльные пузыри в морозильную камеру. Попыталась заморозить! Выдул а шарик и положил а его на фланелевую поверхность. В морозилке подержал а совсем немного. Что я увидел а ? На пузыре образовалась тоненькая корочка. Он замерз и выглядел как елочная игрушка!

Мои рекорды с мыльными пузырями.

Я выдула самый большой мыльный пузырь диаметром 35см. С одноклассниками играли в теннис мыльными пузырями. Подбрасывали плавными движениями, и они подпрыгивали (Ракетки оберните шерстяным шарфом!)

Мы выдували пузыри внутри пузырей. (Поверхность смочить раствором, затем с помощью соломинки выдуваем большой пузырь. Осторожно протыкаем наш купол соломинкой и внутри него выдуваем еще один пузырь. И еще один.

Как же можно разнообразить процесс надувания мыльных пузырей?

Смастерить поделки!

Выдуть пузыри внутри пузырей!

С одноклассниками поиграть в теннис.

Поучаствовать в конкурсе самый большой мыльный пузырь

Провести праздник «Шоу мыльных пузырей».

Заключение

В ходе своей работы я ответила на вопрос, что мыльные пузыри – это тонкая плёнка мыльной воды. Приготовил а четыре рецепта мыльных пузырей в домашних условиях и определила самый простой и эффективный рецепт. Мыльные пузыри на морозе замерзают, покрываются корочкой. Для этого провела опыты и исследования, наблюдения, использовала источники литературы и Интернет, поставил а свои рекорды.

Дорогие друзья, выдуйте мыльный пузырь и смотрите на него: может и вы найдете в его жизни что-то интересное!

Список литературы

1. Тит Том. Научные забавы: интересные опыты, самоделки, развлечения / Пер. с франц. – М.: Издательский дом Мещерякова, 2007, 2-е издание – 244 с.

2. . Мыльные пузыри в домашних условиях - для детского праздника или просто так.

3. . Рецепты мыльных пузырей.

4. . Опыты с мыльными пузырями.

5. . Мыльный пузырь.

Приложение №1

Мыльные пузыри

Тихо шепчется с ветлой
Старая берёза.
Ходит по двору с метлой
Дедушка Серёжа.
- Дед Серёжа, посмотри,
Мы пускаем пузыри!
Видишь, в каждом пузыре -
По малиновой заре,
По берёзе, по ветле,
По Серёже, по метле.
Ты смотри, смотри, смотри:
Полетели пузыри -
Красный, жёлтый, голубой, -
Выбирай себе любой!

Мыльный пузырь

Мыльный пузырь
Оторвался от трубки,
Вот он поплыл,
Наподобие шлюпки,
Влево, налево, левее... потом
Через балкон -
И пропал за углом.
Я запустил
Этот шарик недаром -
Вырастет он,
Станет радужным шаром.
Я прикреплю к нему
Снизу гондолу
И полечу
Потихонечку в школу.

Мыльные пузыри

Воды обыкновенной
В стаканчик набери
Пускать из мыльной пены
Мы будем пузыри.
Соломинку простую
Сейчас возьму я в рот,
Воды в нее втяну я,
Потом слегка подую
В соломинку - и вот,
Сияя гладкой пленкой,
Растягиваясь вширь,
Выходит нежный, тонкий,
Раскрашенный пузырь.
Горит, 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.
Он, воздухом надутый,
По воздуху плывет,
Но и одной минуты
На свете не живет.
Нарядный, разноцветный,
Он лопнул навсегда,
Расплылся незаметно,
Растаял без следа.
А был такой надменный,
Заносчивый такой!
Хвалился, что из пены
Родился он морской.
В нем столько красок было,
Была такая спесь,
А он - воды и мыла
Раздувшаяся смесь.
Его я не жалею...
По правде говоря,
Стихи о нем длиннее
Всей жизни пузыря!

Приложение №2

Жан Батист Симеон Шарден «Мыльные пузыри» (1733-35)

Джон Эверетт Милле «Мыльные пузыри»

(1885-1886г)

Приложение №3

Вопросы

да

нет

не знаю

Вам нравится пускать мыльные пузыри?

Поднимают ли тебе настроение мыльные пузыри?

Ты покупаешь мыльные пузыри в магазине?

Какой раствор ты используешь для выдувания мыльных пузырей?

Шампунь

Моющее

средство

Мыло

Какой формы получался у тебя мыльный пузырь?

Квадратные

Овальные

Круглые

Приложение№ 4

Рецепты изготовления мыльных пузырей .

Состав №1.

На 1 00гр. средства для мытья посуды необходимо взять 300мл. воды и 5 0мл. глицерина. Всё хорошенько размешать и ваш раствор готов.

Состав №2.

Состав №3.

100 мл обычного шампуня, 100 мл воды, 2 ч.л. сахара.

Состав №4.

Приложение№ 5

Из хозяйственного мыла

Из детского шампуня

Из жидкого моющего средства для мытья посуды

Из стирального порошка

Трубочка для коктейля

3-5cм.

9см.

7-8 см

3-4 см.

Трубочка от шариковой ручки

4-6см.

14см.

10-12см.

5-7см

Игрушка «Мыльные пузыри»

5-6см.

20см.

11-18см.

6-7см

Приложение №6

Изготовление растворов мыльных пузырей.

Рекордный пузырь

Выдувание мыльных пузырей на морозе.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

1. Теоретическая часть 5

1.1. Происхождение мыльных пузырей 5

1.2. Теоретические аспекты изучения мыльных пузырей 6

1.3. Сферическая форма мыльных пузырей 8

1.4. Оптика мыльного пузыря 9

1.5. Свойства мыльных пузырей на морозе. 12

2. Практическая часть 15

2.1. Методика приготовления мыльных пузырей 15

2.2. Эксперимент 16

Библиографический список 19

Приложение 1. 20

Приложение 2. 22

Приложение 3. 24

Приложение 4. 25

Введение

«Мыльный пузырь, пожалуй,

самое восхитительное и самое

изысканное явление природы».

Марк Твен

Актуальность.

Я очень люблю пускать мыльные пузыри. Мне нравится любоваться их круглой формой и переливающейся разными красками поверхностью. Мне всегда хотелось, чтобы у меня получился пузырь не похожий на шар, чтобы форма его напоминала форму куба или голову какого-нибудь животного. Но, к сожалению, мыльные пузыри у меня получались всегда только круглые.

Почему же мыльные пузыри имеют круглую форму, как шарики? Быть может, если использовать для надувания пузыря определенные каркасы то, получится пузырь другой формы? А можно ли в домашних условиях приготовить раствор для выдувания пузырей? Почему они так легко разрушаются? Рассмотрим проблему получения круглых мыльных пузырей.

Изготовление и изучение мыльных пузырей позволяет продемонстрировать, «прочувствовать» множество физических законов, которые имеют важнейшее значение в науке и технике.

Исходя из описанных противоречий мы обозначили объект, предмет и цель нашего исследования.

Объект исследования: мыльные пузыри.

Предмет исследования: форма, состав и свойства мыльных пузырей.

Я выдвинула следующую гипотезу: используя разные каркасы, можно приготовить мыльные пузыри некруглой формы.

Цель моего исследования: выявить свойства мыльных пузырей и способы их приготовления.

Поставленную цель я достигну, решая задачи:

собрать информацию о приготовлении, свойствах и форме мыльных пузырей;

приготовить раствор для изготовления мыльных пузырей в домашних условиях и получить из него мыльные пузыри;

проанализировать теоретические и практические результаты получения мыльных пузырей, их свойств и формы.

Этапы исследования:

собрать информацию о форме и свойствах мыльных пузырей (спросить у родителей, прочитать в книге, найти в Интернете);

купить каркасы разной геометрической формы для выдувания пузырей;

приготовить раствор для мыльных пузырей;

определить какой раствор для приготовления пузырей самый лучший;

попытаться выдуть пузыри разной геометрической формы;

сравнить теоретический и практический результат изготовления мыльных пузырей;

Методы и приемы: наблюдение, эксперимент, анализ.

Теоретическая часть
1. Происхождение мыльных пузырей

День рождения мыльного пузыря и по сей день остаётся загадкой. Но доподлинно известно, что при раскопках древней Помпеи археологи обнаружили необычные фрески с изображением юных помпейцев выдувающих мыльные пузыри. Видимо, у них были свои секреты производства мыла.

В Средних веках изображение ангела, пускающего пузыри, помещали на надгробья и добавляли надпись: «От этого никто не уйдёт». Этим, по-видимому, хотели сказать, что жизнь хрупка, как мыльный пузырь.

В 19 веке выпускали открытки с изображением мальчика пускающего пузыри.

Суетные развлечения молодого человека, пускающего мыльные пузыри.

Мыльные пузыри были не только детской забавой, но и объектом для размышлений философов о смысле жизни. Не просто красивым явлением природы, но и интересовали серьёзных учёных. Чарльз Бойс сто лет назад опубликовал фундаментальный труд «Мыльные пузыри», который по сей день является как детской забавной книжкой, так и настольным пособием для физиков-теоретиков и экспериментаторов.

Не позднее 1839.

Таким образом, мыльные пузыри радовали детей и взрослых ещё во времена древней Помпеи. Интересовали философов, художников, учёных на протяжении веков, не оставляя равнодушных и в 21 веке.

1. Теоретические аспекты изучения мыльных пузырей

Мыльный пузырь — это тонкая пленка мыльной воды, которая формирует шар с переливчатой поверхностью.

Пленка пузыря состоит из тонкого слоя воды, заключенного между двумя слоями молекул, чаще всего мыла (рисунок 1).

Рисунок 1. Схема строения пленки мыльного пузыря.

А и С - слой молекул мыла; В - слой молекул воды

Эти слои состоят из достаточно сложных молекул - русалок - одна часть, которых является гидрофильной (любит контактировать с водой), а другая гидрофобной (избегают подобного контакта, «боятся» воды).

Гидрофильная часть представляет собой разделённые электрические заряды, обладающие дипольным моментом. Она привлекается тонким слоем воды. В то время как гидрофобная - представляющая собой «хвост» из углеродной цепочки длиной 2,5 нм, наоборот, выталкивается. В результате образуются слои, защищающие воду от быстрого испарения, а также уменьшающие поверхностное натяжение (рисунок 2).

Однако, пузырь, сделанный только из воды, нестабилен и быстро лопается. Для того чтобы стабилизировать его состояние, в воде растворяют поверхностно-активные вещества, например, мыло и глицерин.

Рисунок 2. Схема строения молекул имеющих гидрофильные и гидрофобные части.

Прямыми измерениями было установлено, что поверхностное натяжение воды понижается в два с половиной раза: от 7 ∙10 -2 до 3∙10 -2 Дж/м 2 .

Когда мыльная пленка растягивается, из её объёма на поверхность будут выходить оставшиеся молекулы мыла, достраивая частокол. Таким образом, мыло избирательно усиливает слабые участки пузыря, не давая им растягиваться дальше. Когда же все молекулы поверхностно активного вещества выйдут из объёма плёнки, её дальнейшее растяжение приведёт к разрушению пузыря. Плёнка мыльного пузыря представляет собой одну из самых тонких вещей, какие доступны невооружённому зрению.

1. Сферическая форма мыльных пузырей

Пузырь существует потому, что поверхность любой жидкости (в данном случае воды) имеет некоторое поверхностное натяжение. Наличие сил поверхностного натяжения делает поверхность жидкости похожей на упругую растянутую пленку, с той только разницей, что упругие силы в пленке зависят от площади ее поверхности (то есть от того, как пленка деформирована), а силы поверхностного натяжения не зависят от площади поверхности жидкости.

Мыльные пузыри являются физической иллюстрацией проблемы минимальной поверхности, сложной математической задачи. Несмотря на то, что с 1884 года известно, что мыльный пузырь имеет минимальную площадь поверхности при заданном объеме, только в 2000 году было доказано, что два объединенных пузыря также имеют минимальную площадь поверхности при заданном объединенном объеме. Эта задача была названа теоремой двойного пузыря.

Сферическая форма может быть существенно искажена потоками воздуха и, тем самым, самим процессом надувания пузыря.

Однако если оставить пузырь плавать в спокойном воздухе, его форма очень скоро станет близкой к сферической. Геометрия мыльных пузырей до сих пор озадачивает математиков.

С точки зрения физики, пузырь сферический лишь в том случае, если сила тяжести не вынуждает перемещаться жидкость в объёме плёнки пузыря, и, следовательно, не приводит к тому, что плёнка внизу оказывается толще, чем вверху, и форма искажается.

1. Оптика мыльного пузыря

Горит, 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 «Мыльные пузыри»

Один из величайших физиков Томас Юнг, который своими исследованиями обосновал волновые представления о свете и, в частности, о природе явлений интерференции, о цветах тонких плёнок.

Удивительно - пленка из бесцветной жидкости, раствора мыла в воде, освещенная белым светом, расцвечивается всеми цветами радуги. Посмотрим, почему это происходит.

Окраска мыльных пузырей объясняется интерференцией волн отраженных от наружной и внутренней поверхности пленки. Ход лучей в тонких пленках изображен на рисунке 4.

Интерференцией световых волн называется сложение двух когерентных волн, вследствие которого наблюдается усиление или ослабление результирующих световых колебаний в различных точках пространства.

Рисунок 4. Интерференция световых лучей на поверхности мыльного пузыря.

Мы выяснили, как появляется окраска мыльных пузырей, но почему же одни имеют радужную окраску, а другие - нет?

Сомненье, вера, пыл живых страстей

Игра воздушных мыльных пузырей:

Тот радугой блеснул, а этот - серый

И разлетятся все

Вот жизнь людей.

Сначала 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.

Чтобы закончить рассказ об оптике мыльного пузыря, обязательно надо сказать о чёрных полосках и пятнах в его окраске. Пузырь лопнет именно в этом, наиболее тонком и слабом месте. Если толщина плёнки очень мала по сравнению с длиной волны, то лучи будут гасить друг друга. А это означает, что возникает чёрная окраска плёнки.

Итак, мыльные пузыри приобретают радужную окрасу благодаря явлению интерференции световых волн отраженных от наружной и внутренней поверхности пленки.

1.5. Свойства мыльных пузырей на морозе.

Пузырь при медленном охлаждении переохлаждается и замерзает примерно при -7°C. Пленка оказывается не хрупкой, какой, казалось бы, должна быть тонкая корочка льда. Если дать возможность мыльному закристаллизовавшемуся пузырю упасть на пол, он не разобьется, не превратится в звенящие осколки, как стеклянный шарик, каким украшают елку. На нем появятся вмятины, отдельные обломки закрутятся в трубочки. Пленка оказывается не хрупкой, она обнаруживает пластичность. Пластичность пленки оказывается следствием малости ее толщины.

При выдувании пузырей на сильном морозе -20°C ,-25°C сразу же в разных точках поверхности возникают мелкие кристаллики, которые быстро разрастаются и, наконец, сливаются в единую картину, по красоте, не уступающей морозным рисункам на окне.

Ранее рассмотренный механизм строения мыльных пузырей позволяет понять процесс удаления грязи с помощью мыльной воды. Гидрофильная часть моющего вещества взаимодействует с водой, проникает в воду и увлекает с собой частицу загрязняющего вещества, присоединенную к гидрофобному концу.

В метеорологии и аэронавтике прототип мыльного пузыря — аэростат (воздушный шар) — используется для разведки погоды и увлекательных воздушных путешествий. В оболочке мыльного пузыря находится горячий воздух, который (как известно) обладает меньшей плотностью, чем холодный и собственно, поэтому пузырь способен подниматься вверх. По такому же принципу взлетает в небо аэростат.

Мыльная плёнка, натянутая на каркасы, может принимать самый невероятный, казалось бы, вид. Этим свойством широко пользуются архитекторы и конструкторы.

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.

Также мыльные пузыри используются в нефтеперерабатывающей промышленности. Чтобы превратить нефть в различные материалы, необходимые человечеству, ее приходится перерабатывать. Для эффективной переработки нефти российские ученые предлагают использовать мицеллы - по сути, мыльные пузыри. Эти и другие исследования ПАВ поддерживаются российскими и международными грантами. Ученые московского Института химической физики РАН одни из первых выяснили, что если в уже очищенную нефть добавить воды и поверхностно-активные вещества, то в нефти образуются стабильные "мыльные пузыри", наполненные водой. Оказалось, что в этих пузырьках, которые ученые назвали "мицеллами", могут происходить различные химические реакции. Ученые сконструировали такие "микрореакторы" для окислительной переработки углеводородного сырья. Так называемое жидкофазное окисление углеводородов позволяет превратить нефть в органические кислоты, эфиры, мономеры. Именно из этих веществ потом получают полимеры, красители, лекарства и многое другое.

Вот ведь, оказывается, какой он удивительный, простой пузырь, и сколько принёс людям пользы!

Практическая часть
1. Методика приготовления мыльных пузырей

Рецептура приготовления

На самом деле, рецепт приготовления мыльных пузырей с использованием жидких моющих средств, мыла и воды очень прост. Вода должна быть мягкая или, еще лучше, дистиллированная.

Какое моющее средство применить? Любое, хозяйственное мыло, всевозможные сорта туалетного мыла, шампуни и т.д.

Для пузырей- долгожителей рекомендуется добавление в получившийся раствор 1/3 обьёма чистого глицерина. Как долго живёт пузырь, зависит от того, как долго он будет оставаться влажным. Глицерин отлично замедляет время высыхания. Так же действует и водный раствор сахара с желатином.

Пропорции растворения мыла сильно зависят от вашей местности и текущего времени года, так как такие факторы, как температурный режим, влажность воздуха и подобные — сильно влияют на качество пузырей. Средний диапазон — 10 частей воды к одной части мыла. Пропорции глицерина добавляют от 1/5 до 1/3 частей по отношению к объёму мыльной смеси, либо 1/4 части раствора сахара с желатином.

Инструментыдля выдувания

Простейшая проволочная петля . Берёте отрезок тонкого но жесткого провода и формируете на одном из его концов петлю приблизительно 4 см. в диаметре. Для использования, окунаете петлю в раствор и мягко дуете.

Коктейльные соломки дают неплохой результат. Эффект будет лучше, если сделать на одном из концов 4 коротких разреза (примерно 3см) и развести их в разные стороны, как ромашку.

Воронка кухонная для переливания жидкостей.

1. Эксперимент

Мы с мамой и папой дома проделали следующие опыты:

В два стакана налили по 100 мл воды, добавили в каждый стакан по 30 мл глицерина. Затем в первый стакан добавили 10 мл моющего средства «Фейри», а во второй стакан 10 мл детского шампуня. Содержимое стаканов перемешали фарфоровой ложечкой. Из приготовленной жидкости выдували пузыри.

Наблюдения: выдувать мыльные пузыри лучше получается из раствора содержащего моющие средство «Фейри» (приложение 1).

Из жидкости, приготовленной в опыте 1, мы попытались выдуть пузыри разной формы с помощью коктейльной трубочки, воронки и специальных каркасов разной геометрической формы для выдувания пузырей, купленных в магазине. Мы внимательно смотрели на окраску пузырей

Наблюдения: выдуваемые мыльные пузыри имеют только круглую, сферическую форму. Сначала все пузыри были прозрачные, а при попадании на них лучей света они становились разноцветными (приложение 2).

В тарелку мы налили мыльного раствора настолько, чтобы дно тарелки было покрыто слоем в 2-3 мм, в середину положили игрушку-смурфика и накрыли воронкой. Затем, медленно поднимая воронку, дули в её узкую трубочку, когда же этот пузырь достигал достаточных размеров, наклоняли воронку в сторону, высвобождая из-под неё пузырь.

Наблюдения: маленькая игрушка оказывалась внутри мыльного пузыря (приложение 3). Было очень красиво.

Мы зажгли свечу. Используя воронку из предыдущего опыта, мы надули пузырь и направили воронку к пламени свечи.

Наблюдения: пламя свечи заметно уклонилось в сторону (приложение 4).

Опыт 5. Кристаллизация мыльных пузырей.

Мы вышли на балкон, там температура воздуха была -10 градусов. Мы выдували пузыри на холоде.

Наблюдения: мыльные пузыри у нас не кристаллизовались, хотя в литературе мы нашли утверждение, что они кристаллизуются при температуре -7 градусов.

Выводы

В ходе своего исследования я сформулировала следующие выводы :

1. Мыльный пузырь при надувании может быть только круглой формы, так как силы поверхностного натяжения стремятся придать мыльному пузырю форму шара.

2. Мыльные пузыри из бесцветной жидкости, освещенные белым светом, расцвечивается всеми цветами радуги за счет явления интерференцией световых волн.

3. Лучше всего для приготовления мыльных пузырей в домашних условиях использовать моющие средство «Фейри».

4. Плёнка мыльного пузыря всё время находится в натяжении и давит на заключённый в ней воздух, так что сила тончайших пленок не так уж ничтожна.

5. Можно выдувать мыльные пузыри вокруг предметов. Это очень интересно.

Библиографический список

Блинов Л. Молекулы-русалки // «Наука и жизнь», № 4, - 1989.

Гегузин Я.Е. Пузыри - М.: Наука, 1985.

Гигантские мыльные пузыри. Устройство для выдувания мыльных пузырей патент РФ № 2139119

Перельман Я. «Занимательная физика», Москва, 1967г.

Пузыри на морозе // «Наука и жизнь», № 2, - 1982.

Шварц А., Перри Дж., Берн Д ж., Поверхностно-активные вещества и моющие средства - М., 1960

Лущекина О.Б. Шоу мыльных пузырей, или куда может завести работа над проектом // газета «Физика», № 22, - 2004г.

Интернет - ресурсы:

http://www.jtan.com/antibubble/;

http://www.eskimo.com/~billb/amateur/antibub/antibub1.html

http://demonstrator.narod.ru/experiments/bubble.html

http://www.afizika.ru/skorost

Приложение 1.

Опыт 1. Приготовление раствора для изготовления мыльных пузырей.

Отмеряем и наливаем воду

Добавляем глицерин

Приливаем моющие средства и шампунь

Все перемешиваем

Выдуваем пузыри

Приложение 2.

Опыт 2. Формирование пузырей с помощью разных инструментов и изучение их окраски.

А они все равно круглые и разноцветные.

Приложение 3.

Опыт 3. Мыльный пузырь вокруг предмета.

Приложение 4.

Опыт 4. Воздух вытесняется стенками мыльного пузыря.

Пламя свечи отклоняется.