PPT - «Дослідження властивостей мильних плівок» PowerPoint Presentation
- 506 переглядів
- Uploaded on Oct 26, 2014
- Description Statistics !-->
- Report
МОУ «Миколо-Поломська ЗОШ» Парфеньєвського району Костромської області. «Дослідження властивостей мильних плівок». Напрямок науки: Фізика. Автори роботи: Учениці 10 класу Суворова Ксенія та Богданівська Юлія
«Дослідження властивостей мильних плівок»
МОУ «Миколо-Поломська ЗОШ» Парфеньєвського району Костромської
«Дослідження властивостей мильних плівок»
Учениці 10 класу
Суворова Ксенія та
Моїсеєв Валерій Георгійович,
а) мотивація вибору теми дослідження;
б) цілі дослідження.
2.Досліди з мильними бульбашками та плівками.
а) кілька міхурів один в одному;
б) міцна мильна плівка;
в) мильна бульбашка на морозі.
3.Досліди, що ілюструють закони фізики:
а) веселка на мильному міхурі, явище інтерференції.
б) лінза з мильної плівки
в) стала форма міхура;
г) реакція мильної бульбашки на температуру;
д) прагнення плівки зайняти найменшу площу.
Мильна бульбашка, кручена у повітрі… запалюється всіма відтінками кольорів, властивих предметам. Мильна бульбашка, мабуть, найвишуканіше диво природи. Марк Твен.
Чи легко видувати мильні бульбашки? Багато хто думає, що не варто
займатися такою пустою справою. Зовсім інакше дивилися на цю справу
відомі фізики: Кельвін, Ньютон, Бойс, Дьар. Велика англійська
вчений лорд Кельвін писав: «Видуйте мильний міхур і дивіться на нього:
ви можете займатися все життя його вивченням, не перестаючи
отримувати з нього уроки фізики». Справді, райдужні переливифарб
на поверхні найтонших мильних плівок дають фізику можливість
виміряти довжину світлових хвиль, а дослідження натягу цих ніжних
плівок допомагає вивчати закони дії сил між частинками та
інші закони та явища. Плівка мильного міхура є
одну з найтонших речей, які доступні неозброєним зором.
Не рідко кажуть: "Тонкий як волосся". Але, виявляється, це дуже брутальне
вираз у порівнянні з товщиною мильної плівки. Щоб розріз
стінки мильної бульбашки вбачався у вигляді тонкої лінії, волосся
при такому ж збільшенні в 40000 разів матиме товщину
що відбуваються з ними, а також знайти практичне застосування. Ми вивчили літературу
на цю тему. Зробили багато експериментів: одні досліди були просто цікавими, а
інші стали ілюстрацією деяких законів. Припустимо:1) Мильна
плівка на каркасі займає всю зовнішню поверхню тіла. 2) Використовуючи різні
милосодержащие засоби, найміцнішу плівку можна отримати з додаванням гліцерину.
Чи так це? 3) Можливо, ми виявимо нові властивості мильних плівок, про які ми
раніше не знали чи просто не звертали уваги на них.
Щоб ці досліди були вдалими, необхідний хороший розчин для його приготування.
береться мило. Його розводять у холодній дистильованій воді (можна у дощовій або
сніговий) до одержання досить чистого розчину. Додають гліцерин (одна третина по
об'єму), а потім з поверхні розчину видаляють піну та бульбашки. Але у нас краще виходили
бульбашки, якщо замість мила додавав у воду шампунь і розводив його гліцерином. Для
видування застосовують соломинки. На нижньому кінці соломинки буде
виникати прозора куля – мильна бульбашка.
Виробляти досліди потрібно повільно, обережно.
Виявляється, у цій справі теж потрібна вправність і
Декілька бульбашок один в одному.
З вирви, як і в попередньому
випадку, видули великий мильний
міхур. Потім мильну соломинку
просували обережно через
стінку першого міхура до центру.
Видували другий міхур,
ув'язнений у першому, у ньому –
третій, четвертий і т.д.
виходило до двох бульбашок друг
Змочена в мильному розчині сталева кулька, пролітаючи через плівку,
також залишає її цілою. Англійський фізик Дьюар зберігав мильні бульбашки в особливих
пляшках, добре захищеними від пилу, висихання та струсу повітря; за таких
умовах йому вдавалося зберігати деякі бульбашки місяць і більше. Є відомості, що
під скляним ковпаком мильна бульбашка може зберігатися роками.
Мильна бульбашка на морозі.
Ми приготували мильний розчин
і вийшли на мороз. На морозі видули
мильна бульбашка. Мильна плівка
покривалася крижаними голочками –
кристаликами льоду. З цих
голочок виростали крижані
Веселка на мильному міхурі, явище інтерференції.
Ми уважно розглядали мильну бульбашку через збільшувальне скло і звернули
увагу на відображення світла в мильній плівці та на спектральні кольори. Якщо опустити
кінець трубки в тарілку з мильною водою і дути в трубку, щоб утворилася мильна
піна, то можна через збільшувальне скло спостерігати на вершинах бульбашок кольорові
кільця. Схожа картина виходить у наступному досвіді.
Помістили на край склянки заздалегідь змочений
гліцерин великий міхур.
На відстані від нього встановили свічку, а з іншого боку — паперовий екран. На екрані
Виразно видно кольорові кільця Ньютона, які переміщаються зверху донизу.
Інтерференція-ще одне
фізичне явище, яке робить
мильні бульбашки видовищними та
естетично привабливими. Ще б,
адже через постійний рух
міхура в повітрі
променів від його зовнішньої та
постійно змінює кут
заломлення, і ми бачимо в
міхурі то райдужні розлучення, то
відображення хмар та ін.
Досвідченим шляхом ми намагалися визначити товщину
мильної плівки. Нижче наведено наші розрахунки:
m залізного каркасу = 3гр. 400мілігр. ; m каркаса з мильною плівкою = 3гр.
450мілігр. =>, m (мильн.плівки) = 50 мілігр.
S каркаса =5,7см*6,7см= 38,19см ^2= 3819 мм^2
Товщина (мильної плівки в мм) = 50/3819 = 0,65 мм
. Потрібно обов'язково врахувати похибку наших вимірювань, оскільки ми не мали точних приладів для дослідження.
Взявши дротяне кільце, ми опустили на нього мильну бульбашку. Вийшла
двоопукла мильна лінза. Але через таку незвичайну лінзу оточуючі
предмети проглядаються без будь-яких змін: немає збільшення, ні зменшення, ні ослаблення видимості.
Справа в тому, що мильні лінзи, по суті, - повітряні, тому що між найтоншими
сферичними мильними плівками знаходиться повітря. Світлові промені, що проходять
через таку лінзу практично не переломлюються. Видули мильну бульбашку, відірвали
його від кінця трубки і відразу почали швидко рухатися назад - спочатку прямо, потім
відхиляючись, то вправо, то вліво. Бульбашка весь час йшла за нами. Причому, ніж
менше міхур,тим слухняніше. Така поведінка міхура пов'язана з тим, що за нашого
різкому русі між нами та міхуром створюється область зниженого тиску
повітря - сюди і спрямовується мильна бульбашка.
Якщо, видувши міхур, вийняти трубку з рота, то він помітно зменшуватиметься в об'ємі.
Це відбувається тому що
рідка плівка, прагнучи
скоротиться, зменшує площу
своєї поверхні. Якщо, вийнявши
трубку з рота, затиснути відкритий
кінець трубки пальцем, то міхур
зменшуватись не буде, оскільки
цьому завадить замкнений
всередині повітря міхура. Більше
наочно це можна побачити,
якщо направити трубку відкритим
на полум'я свічки. Полум'я помітно
ухилиться убік. Так можна
переконається, що сила найтонших
мильних плівок не так вже
Рамку, виготовлену з дроту, занурили в мильний розчин та вийняли. Вона
виявилася затягнутою плівкою. Кинули на неї ниткову петельку. Форма петлі стане
неправильна. Якщо ж сірником проткнути плівку всередині петельки, то зовнішня частина
плівки, прагнучи скоротитися, розтягне нитку в коло.
охоплює найбільшу площу при даному периметрі, то вціліла частина
плівки матиме найменшу площу, ніж за будь-якої іншої форми петлі.
Схожий результат вийде, якщо до дротяного кільця по діаметру прив'язати
шматочок нитки та опустити його в мильний розчин. Коли на каркасі, затягнутому плівкою,
проткнеш одну її частину, половинка плівки, що залишилася, скоротиться і натягне нитку по
дузі. Якщо знову опустити дротяне кільце в мильну воду і, вийнявши, проткнути
плівку по інший бік нитки, то частина плівки, що залишилася, також скоротитьсяі натягне
нитку в протилежний бік .Я проробив досліди і з іншими дротяними
каркасами. Зробили на П-подібному дроті рухливу частину з тоншої і
легкої тяганини. Опустив каркас у мильну воду та вийняли, тримаючи його за виступ. Він
затягнувся мильною плівкою. Коли ми відпустили нижній виступ, плівка скоротилася і
підтягнула рухливу тяганину вгору.
Циліндр із мильної плівки виходить між двома дротяними кільцями. Для
цього на нижнє кільце ми опустили звичайний кулястий міхур, потім зверху до
міхура приклали змочене друге кільце і, піднімаючи його вгору, розтягнули міхур. І
чим більше ми розводили кільця, тим більше увігнутими ставали стінки циліндра.
ж ми опускали в мильну воду та інші каркаси та спостерігали цікаві форми та
фігури плівок, що утворилися. Ці досліди наочно показують, що поверхневий
шар рідини прагне скоротитися, тобто зменшити площу своєї поверхні.
Крім ілюстрації законів фізики ми вважаємо, можна застосувати вивчені властивості
мильних плівок та в архітектурі. Для розробки та впровадження у практику будівництва
легких конструкцій, одним з методів моделювання таких конструкцій може бути
мильними плівками. Саме мильні плівки дуже часто утворюють поверхні самої
химерної форми і при цьому з найменшою площею. Тому моделювання на
мильних плівках можна використовувати на першій стадії проектування конструкцій
складних форм. Такі композиції відрізняють оригінальність форми, легкість,
що викликає у глядача відчуття невагомості.
У ході свого дослідження ми дізналися багато нових властивостей мильних плівок.
бульбашок), прийшли довисновку, що видування бульбашок часом не порожня забава, а гарний
спосіб вивчення фізичних законів та явищ:
- мильна плівка на каркасі прагне зайняти найменшу площу.
-закони дії сил між частинками;
-Закон заломлення світла;
-Рух молекул і температура.
- Крім цього мильні плівки – хороший спосіб моделювання архітектурних
конструкцій, і навіть вони застосовуються психологами на навчання хворих дітей.
Список літератури, яку ми використовували у своїй
1.) Елементарний підручник фізики, під ред. Г.С. Ландсберга - М.: Т1-1970 Т2-1971
2.) Навчальний посібник для шкіл та класів з поглибленим вивченням фізики. За ред. А.А. Пінського. М. «Освіта» -1993
3).Фізика 10 клас. Н.М. Шахмаєв, С.М. Шахмаєв, Д.Ш. Шодієв. М. «Освіта» - 1992