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吹泡泡是大家都很熟悉的兒時(shí)游戲,只要用洗滌劑降低表面張力,就能吹出很多肥皂泡泡。
而今天要介紹的是一種與肥皂泡正好相反的現(xiàn)象:反氣泡(Anti-Bubbles)。相反是怎么回事?看看它們的結(jié)構(gòu)對(duì)比就明白了:氣泡內(nèi)外都是空氣,中間隔著一層薄薄的液體膜,而反氣泡則是液體環(huán)境中由一層空氣薄膜隔開了液滴。
人們對(duì)普通的泡泡非常熟悉,而知道反氣泡的人則少得多,和氣泡相比關(guān)于反氣泡的研究也比較少。其實(shí)在生活中,反氣泡并沒有那么罕見,但是很多時(shí)候并不會(huì)被注意到。這一方面是因?yàn)?,水下的反氣泡(里面還包著一滴水)可能乍一看和水下氣泡(里面只有空氣)難以區(qū)分;另一方面,反氣泡和肥皂泡相比也更難保持穩(wěn)定,可能很快就消失了。
反氣泡長什么樣?下面我們就先來看一下演示視頻:
(一個(gè)漂浮在液面附近的反氣泡,可以看到空氣膜破壞后其中的有色液體流出,還形成了渦環(huán)。錄制者:Physics Girl)
乍一看,這些泡泡確實(shí)和水下的氣泡很像,不過仔細(xì)觀察就可以發(fā)現(xiàn)差別:反氣泡會(huì)在水下破裂,破裂之后只有很少量的空氣浮上水面。通過給制造反氣泡的水滴染色,我們就更清楚地看到了反氣泡空氣薄膜包著液體的結(jié)構(gòu)。
那么,反氣泡要怎么“吹”呢?首先,要在水中加入一點(diǎn)洗滌劑,表面活性劑也能讓反氣泡變得穩(wěn)定一點(diǎn)。接下來,用滴管吸取溶液,快速地?cái)D到靠近液面的上方。
實(shí)物圖:
(錄制者:FlinnScientific)
這個(gè)過程比較像是懸浮液滴的進(jìn)階版。如果液滴的速度不大,那么它會(huì)在液面上懸浮片刻,中間有一層空氣隔開;而如果滴落的液體速度足夠大,那么它就有機(jī)會(huì)帶著周圍包裹的空氣薄膜一起完全沒入水中,這樣一個(gè)反氣泡就誕生了。
示意圖:
因?yàn)槔ё×艘粚涌諝?,反氣泡整體比溶液密度稍低,傾向于上浮。浮到表面和碰到容器壁都會(huì)讓反氣泡很容易破掉。
為了讓反氣泡在液體中多懸浮一會(huì)兒,可以改變一下實(shí)驗(yàn)的溶液密度。首先在肥皂溶液中加入一些玉米糖漿(我覺得蜂蜜應(yīng)該也行),粘稠的糖漿會(huì)沉到底部;接下來稍加攪拌(不要完全攪勻),這樣能在杯子里制造一個(gè)密度梯度(由上到下密度逐漸增加);然后,從大概中間偏下的位置吸取溶液,用來滴落制造反氣泡,這樣一來,反氣泡應(yīng)該能夠懸浮在杯子中間。
感覺反氣泡這種現(xiàn)象有種很微妙不起眼的厲害,解釋一下覺得很特別,不解釋卻又讓人看不出和普通氣泡什么區(qū)別來_(:з」∠)_
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