泡泡见多了,你玩过“反泡泡”吗? | 目的地Destination

泡泡见多了,你玩过“反泡泡”吗?

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吹泡泡是大家都很熟悉的儿时游戏,只要用洗涤剂降低表面张力,就能吹出很多肥皂泡泡。

而今天要介绍的是一种与肥皂泡正好相反的现象:反气泡(Anti-Bubbles)。相反是怎么回事?看看它们的结构对比就明白了:气泡内外都是空气,中间隔着一层薄薄的液体膜,而反气泡则是液体环境中由一层空气薄膜隔开了液滴。

泡泡见多了,你玩过“反泡泡”吗?

人们对普通的泡泡非常熟悉,而知道反气泡的人则少得多,和气泡相比关于反气泡的研究也比较少。其实在生活中,反气泡并没有那么罕见,但是很多时候并不会被注意到。这一方面是因为,水下的反气泡(里面还包着一滴水)可能乍一看和水下气泡(里面只有空气)难以区分;另一方面,反气泡和肥皂泡相比也更难保持稳定,可能很快就消失了。

反气泡长什么样?下面我们就先来看一下演示视频:

泡泡见多了,你玩过“反泡泡”吗?

(一个漂浮在液面附近的反气泡,可以看到空气膜破坏后其中的有色液体流出,还形成了涡环。录制者:Physics Girl)

乍一看,这些泡泡确实和水下的气泡很像,不过仔细观察就可以发现差别:反气泡会在水下破裂,破裂之后只有很少量的空气浮上水面。通过给制造反气泡的水滴染色,我们就更清楚地看到了反气泡空气薄膜包着液体的结构。

那么,反气泡要怎么“吹”呢?首先,要在水中加入一点洗涤剂,表面活性剂也能让反气泡变得稳定一点。接下来,用滴管吸取溶液,快速地挤到靠近液面的上方。

实物图:

泡泡见多了,你玩过“反泡泡”吗?

(录制者:FlinnScientific)

这个过程比较像是悬浮液滴的进阶版。如果液滴的速度不大,那么它会在液面上悬浮片刻,中间有一层空气隔开;而如果滴落的液体速度足够大,那么它就有机会带着周围包裹的空气薄膜一起完全没入水中,这样一个反气泡就诞生了。

示意图:

泡泡见多了,你玩过“反泡泡”吗?

因为困住了一层空气,反气泡整体比溶液密度稍低,倾向于上浮。浮到表面和碰到容器壁都会让反气泡很容易破掉。

为了让反气泡在液体中多悬浮一会儿,可以改变一下实验的溶液密度。首先在肥皂溶液中加入一些玉米糖浆(我觉得蜂蜜应该也行),粘稠的糖浆会沉到底部;接下来稍加搅拌(不要完全搅匀),这样能在杯子里制造一个密度梯度(由上到下密度逐渐增加);然后,从大概中间偏下的位置吸取溶液,用来滴落制造反气泡,这样一来,反气泡应该能够悬浮在杯子中间。

感觉反气泡这种现象有种很微妙不起眼的厉害,解释一下觉得很特别,不解释却又让人看不出和普通气泡什么区别来_(:з」∠)_

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