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肥皂泡为什么总是先上升后下降
这个过程就跟热气球的原理是一样的。随着上升过程的开始和时间的推移,肥皂泡内、外气体发生热交换,内部气体温度下降,因热胀冷缩,肥皂泡体积逐步减小,它受到的外界空气的浮力也会逐步变小,而其受到的重力不变,这样,当重力大于浮力时,肥皂泡就会下降。
肥皂泡由一层水膜和内容气体构成。气体和环境气流(还有水泡体积及水膜成份)决定其运动路线。
扩展资料
肥皂泡颜色形成原因
其实,肥皂膜本身是无色的,就像一张透明的玻璃纸一样,阳光在肥皂膜的正面和背面都会产生反射。当阳光穿过正面,遇到了背面,立刻反射回来;反射回来的光线回到正面,又会引起一定的反射。
阳光是由7种单色光组成的,如果在肥皂薄膜的某一处恰好使得两股反射回来的红光相互抵消了,在这个地方看到的就是失去了红光的阳光,看上去就是蓝绿色。而在另一部分,某种色光得到了加强,呈现出来的就是另一种颜色。肥皂泡就是这样把阳光分解,呈现色彩斑斓的图案。
这个过程和现象,我们只要留心想一下,就会发现,它其中包含着丰富的物理知识。在开始的时候,肥皂泡里是从嘴里吹出的热空气,肥皂膜把它与外界隔开,形成里外两个区域,里面的热空气温度大于外部空气的温度。此时,肥皂泡内气体的密度小于外部空气的密度,根据阿基米德原理可知,此时肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力,因此它会上升。这个过程就跟热气球的原理是一样的。
随着上升过程的开始和时间的推移,肥皂泡内、外气体发生热交换,内部气体温度下降,因热胀冷缩,肥皂泡体积逐步减小,它受到的外界空气的浮力也会逐步变小,而其受到的重力不变,这样,当重力大于浮力时,肥皂泡就会下降。
肥皂泡是非常薄的形成一个带虹彩表面的空心形体的肥皂水的膜,比喻一触即破的事物或经不起推敲的东西。肥皂泡的存在时间通常很短,它们会因触碰其它物体或维持于空气中太久而破裂(地心吸力令肥皂泡上方的膜变薄)。肥皂泡还可能帮助解决空间的复杂的数学问题,因为他们总是会找到点或者边之间的最小表面。
肥皂泡薄膜面上诱人的色彩,使物理学家可以量出光波的波长,而研究娇嫩的薄膜的张力,又帮助了关于分子力作用定律的研究,这种分子力就是内聚力,如果没有内聚力,世界上就会除了最细微的尘埃之外什么也没有了。
不仅如此,肥皂泡在一门被称为“变分法”的数学分支研究中更是起了显著作用。变分法确定的是以函数为变数的极小(极大)值问题。具体来讲,就是从有确定值域的函数中找出具有最小(最大)值的函数。在这方面,肥皂泡成为极好的例证。
人们认为肥皂泡只能昙花一现,这一点,并不完全正确。 如果给它适当的照顾,可以使肥皂泡保存到几十天。英国物理学家杜瓦把肥皂泡保存在特制的瓶子里,排除尘埃,防止干燥和空气的震荡,可以把肥皂泡保存一个月。还有人把肥皂泡保存在玻璃罩下面,一直保存了好几年。
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肥皂泡
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