Мыльные пузыри - Школьная научно

III МЕЖДУНАРОДНАЯ
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
«ПОИСК»
Направление: физика
Тема: «Обыкновенное чудо»
Малмыгина Мария
МАОУ гимназия № 18 г. Нижний Тагил
1 класс
Научный руководитель:
Акимова А.А.,
учитель начальных классов,
МАОУ гимназии № 18
г. Нижний Тагил
2014-2015 учебный год
Оглавление
Введение ................................................................................................................... 3
История возникновения мыльного пузыря........................................................... 4
Любопытные факты из жизни мыльных пузырей: .............................................. 6
Опытно – исследовательская работа ..................................................................... 8
Заключение ............................................................................................................ 17
Литература ............................................................................................................. 19
Аннотация.
Автор проекта пытается раскрыть секреты и уникальность мыльных
пузырей.
Почему они не лопаются? Почему они круглые? Можно ли надуть
квадратный пузырь и окрасить его в любой цвет по желанию?
Проводятся собственные исследование и опыты, которые открывают завесу
тайн.
2
Введение
Мыльный пузырь, а что это такое, когда он впервые возник – таким
вопросом я задалась, когда мыла руки после школы и на руках из пены
получились переливающиеся разными цветами загадочные пузырьки.
Обычно раствор для мыльных пузырей мне родители покупали в
магазине и мне, стало интересно, а смогу я сделать дома его сама, смогу ли я
выдуть большой пузырь, окрасить его в какой - нибудь цвет, выдуть
квадратный мыльный пузырь?
Тема исследования: «Уникальность мыльных пузырей».
Актуальность: Я выбрала тему исследования « Уникальность
мыльных пузырей», потому что считаю ее актуальной и до конца не
изученной. Она увлекает как взрослых, так и детей. Все любят надувать
мыльные пузыри. Дети задумываются, а почему они не лопаются, почему
они круглые, а ученые проводят исследования и делают научные открытия.
Цель исследования: Провести опыты с помощью растворов разных
рецептов, приспособлений. Выяснить, можно ли из куба выдуть квадратный
пузырь. Узнать, добавив свекольный сок в раствор, окраситься или нет
мыльный пузырь в бордовый цвет.
Гипотезы:

Добавив в раствор свекольного сока, мыльный пузырь окрасится;

Выдув мыльный пузырь из куба, он будет квадратным.
Задачи:

Изучить и ознакомиться с литературой по данной теме;

Провести опрос среди друзей;

Провести различные опыты из растворов, сделанных в домашних
условиях и определить наилучший;

Из лучшего раствора попытаться выдуть большой мыльный
пузырь и мыльный пузырь квадратной формы из куба;

Добавить свекольный сок в раствор и посмотреть, что из этого
получиться;

По итогам проведенных мероприятий сделать выводы.
Методы:

изучение и обобщение знаний по прочитанной литературе

наблюдение

конструирование
3
История возникновения мыльного пузыря
«Мыльный пузырь - тонкая многослойная пленка мыльной воды,
наполненная воздухом, обычно в форме сферы (шара) с переливчатой
поверхностью» (фото №1).
Фото №1
Наверное, они появились, когда появилось первое мыло, и я стала
искать в книгах, статьях, интернет - ресурсах и обнаружила:
«Мыло появилось, очень давно, около 5 тысяч лет назад, люди тогда
еще не изобрели средства обихода (посуду, часы и т.д.), а мыло уже
существовало.
Какой народ первым изобрел мыло, ученые спорят до сих пор, но
первые рецепты ученые находили на раскопках Помпеи в египетских
папирусах.
Плиний Старший, знаменитый ученый, живший, в 1 веке нашей эры
считал, что мылом мы обязаны варварам (Римским врагам).
Нашла в интернете и просмотрела диафильм по книге О. Волозовой
«Кто придумал пускать мыльные пузыри?» и узнала, что этим человеком был
сапожник Пумпатус. Когда изобрели, мыло король заставил всех людей в
королевстве помыться, но сапожник не захотел этого делать, тогда его
стражники арестовали и увели в комнату с наполненной ванной и
предложили ему помыться, но он все равно отказался даже под угрозой
смертной казни. Стража сказала ему, ну покури перед смертью, и когда он
стал выдувать из трубки, вылетел мыльный пузырь, и это было очень
красиво. Пумпатуса, как открывателя мыльных пузырей помиловали».
4
Художники рисовали картины, создавали фрески, поэты воспевали
мыльные пузыри в стихах, приведу отрывок из стихотворения «Мыльные
пузыри»
С. Я. Маршака:
«Влетает 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.
Нарядный, разноцветный
Он лопнул навсегда.
Расплылся незаметно,
Растаял без следа»…
Вот и мне захотелось узнать интересные факты про мыльные пузыри и
провести исследования.
5
Любопытные факты из жизни мыльных пузырей:
Миф о мыльном пузыре, а вернее о его недолговечности развеял физик,
англичанин Джеймс Дьюар (рис. №1), который законсервировал мыльный
пузырь в сосуд с двойными стенками на срок больше месяца. Опыт оказался
полезным: позднее Дьюар – сосуд, названный в его честь, нашел применение
для перевозки и хранения жидкого азота.
Рис. №1
Самый длинный мыльный пузырь длиной 32 метра выдул 9 августа
1996 года новозеландец Алан Маккей. Он использовал для трюка
увеличенную палочку для пускания мыльных пузырей, воду, глицерин и
моющее средство.
Говорят, что Эйнштейн сделал большинство своих открытий сидя в
ванной, наполненной водой с пеной и наблюдая за мыльными пузырями.
Ученый – иллюзионист Фан Янг выдувает пузыри двадцать лет.
Формула специального раствора хранится в секрете. Самое сложное, по
словам самого Янга, делать мыльные пузыри, где стена достигает в высоту
47,5
метров
и
площадью
370
квадратных
метров.
Ученый – «пузырелог». Англичанин Сэм Хист. Провозгласил себя ученым «пузырелогом». Он создает пузыри огромных размеров. В книгу рекордов
Гинесса он попал 23 ноября 2007 года, представив пузырь, внутри которого
размещалось 50 человек. И перед тем как лопнуть, Сэму удалось раздуть
пузырь до высоты в 1,5 м ширины 3,3 м.
Если надуть при сильном морозе (-25 С) мыльный пузырь, он быстро
замерзнет в воздухе и, коснувшись земли, лопнет, наблюдая это, ученые
придумали, как замораживать органы, клетки и используют это открытие в
медицине. Множество людей благодаря этому открытию были и будут
спасены.
6
Японские ученые изобрели дисплей, а мыльный пузырь является
главной частью этого изобретения.
Фотограф из Шотландии Джейн Томас изучает макрокосмос мыльных
пузырей. При попадании лучей света на пленку мыльной воды возникают
узоры, которые он фотографирует (фото №2). Он пользуется для выдувания
пузырей обычным кольцом. Снимки сделаны макро камерой.
Фото №2
Мыльными пузырями увлекаются и взрослые и дети. Ученые проводят
опыты и делают научные открытия, аниматоры проводят шоу мыльных
пузырей, фотографы делают интересные фотографии. И получается, что
каждый пузырь, как отпечаток пальца, как снежинка не повторим и этим
уникален.
7
Опытно – исследовательская работа
Первым шагом моей исследовательской работы был опрос
одноклассников, семь ребят, состоящий из пяти вопросов:
1.Какой раствор ты используешь при выдувании мыльных пузырей
покупной или сделал сам?
2.Добавляют ли в раствор мыло?
3.Нравятся тебе выдувать мыльные пузыри?
4.Проводил ты опыты с мыльными пузырями?
5.Надувал ты огромный мыльный пузырь?
Фото № 4
фото № 5
Данные обобщили в диаграмме №1 по горизонтали номера вопросов,
по вертикали количество человек (синий цвет – да или самодельный;
красный – нет или покупной; зеленый - оба раствора).
7
6
5
4
Serie
s1
Serie
s2
3
2
1
0
1
2
3
4
5
Диаграмма №1
Из диаграммы видно, что на первый вопрос ребята, ответили не
однозначно 4 человека, используют мыльный раствор, приготовленный в
домашних условиях, 1 человек использует покупной и 2 человека
используют оба раствора. На второй и третий вопрос ребята ответили
8
единодушно, что в мыльный раствор добавляется мыло и всем нравиться
надувать мыльные пузыри. Четвертый вопрос показал, что 2 человека
проводили опыты с мыльными пузырями, а 5 человек нет. На пятый вопрос
ребята ответили так – 5 человек надували большой мыльный пузырь, и 2
человека нет.
Для проведения опытов мне понадобиться (фото №5 - №7):
 Дистиллированная вода;
 Моющее средство для посуды «Фери»;
 Детское мыло;
 Детский гель для душа;
 Детский шампунь;
 Глицерин;
 Сахар – песок;
 Свекольный сок;
 Стаканчики;
 Различные принадлежности для выдувания мыльных пузырей.
Фото №5
Фото №6
9
Фото №7
В интернет – ресурсах, я нашла несколько рецептов, которые хочу
использовать. Данные приведены в таблице №1 (фото №8):
Таблица №1
Кол-во
ингредиентов
Рецепт №1
3
50 грамм
сахара
10 грамм
кипятка
сироп 20
частей и 1
часть моющее
средство Фери
4
1 ст. ложка
глицерин
1
2
Рецепт №2
Рецепт №3
Рецепт№4 Рецепт №5
0,2 чашки
детского
шампуня
0,5 чашки
воды
3 ст. ложки
геля д/
ванной
1 ст. ложка
воды
100 гр. мыло
детское
200 гр.
кипятка
1 ч. ложка
сахара
1/4 ст. ложки
глицерина
1 ч. ложка
сахара
50 грамм
сахара
10 грамм
кипятка
сироп 20
частей и 1
часть моющее
средство Фери
1 ст. ложка
глицерин
1 ч.л.
свекольного
сока
5
Фото №8
10
Опыт №1
Развела все составы и надула мыльные пузыри (фото №9), измерила
размер и засекла время, самым большим и стойким оказался пузырь из
рецепта №2 (фото №10), немного проиграл пузырь из рецепта №5. Данные
оформили в виде таблицы (таб.№2).
Таблица №2
Тест
Время жизни мыльного
пузыря
Рецепт №1
2 мин. 10
сек.
Рецепт №2
3мин. 22
сек.
Рецепт №3
Рецепт №4
57 сек.
33 сек.
Рецепт №5
3 мин. 07
сек.
Размер мыльного пузыря
6-7 см
9-11 см
6-7 см
5-6 см
7-9 см
Фото №9
Фото №10
Опыт №2
В рецепт №5 я добавила свекольного сока, думала, что мыльный
пузырь будет бордовый, но нет, оказалось, что бордовой была только капля,
которая стекла вниз и я заинтересовалась почему?
Оказывается, под силой гравитации все окрашенные частицы
скатываются по стенам мыльного пузыря вниз в каплю и поэтому меняется
его толщина, а сам шар остается белым (фото №11). Удалось
сфотографировать процесс, когда мыльный пузырь лопается (фото № 12).
Вышло очень красиво. Окраситься ли в невесомости шар из этого раствора в
бордовый цвет? Да, если выдуть мыльный пузырь из раствора с добавлением
сока свеклы на космическом корабле, то шар будет равномерно бордовый за
счет тех же сил гравитации. Законы физики, там действуют по-другому, как
на человека так и на мыльный пузырь. Это подтвердила японская
космонавтка Наоко Ямадзаки, которая провела эксперимент по просьбе
семилетний дочери и выяснила, что добавив в мыльный раствор красный сок,
пузырь, выдутый в невесомости, пока не лопнет, остается равномерно
красным.
11
Фото №11
Фото №12
Опыт №3
В данном опыте мы попробуем выдуть квадратный мыльный пузырь с
помощью подготовленного ранее ромба, который я смастерила из трубочек
для коктейля и шариков из пластилина. Получится у меня это или нет? Но я
знаю, что в природе самая компактная форма шар, а мыльная пленка можно
сказать эластичная. Силы поверхностного натяжения стараются придать
мыльной пленке самую компактную форму. При шарообразной форме
воздух внутри равномерно давит на все участки, пока он не лопнет.
Я обмакнула ромб в мыльный раствор и все шесть граней пытаются
занять наименьшую площадь (фото №13). Я встряхнула ромб, и грани
соединились внутри, опять же пытаясь занять минимальную площадь (фото
№14,15).
Если выдуть мыльную пленку из куба, то она опять примет для себя
компактную форму в виде шара, которая занимает минимальную площадь.
Фото №13
12
Фото №14
Фото №15
Опыт №4
Опыт можно назвать «Под куполом». Я взяла, надула пузырь, потом
проткнула его соломинкой и надула еще несколько, мыльный пузырь не
лопнул, т.к. соломинка была в воде. Получалась замечательная черепашка
(фото №16). Также на стол положила бабочку и надула пузырь, это еще один
вариант опыта (фото №17,18). И кульминация опыта пузырь в пузыре, как
матрешка (фото №19).
Фото №16
13
Фото №17
Фото №18
Фото №19
14
Опыт № 5
Выдувание пузырей руками оказалось не менее увлекательным, чем
предыдущие опыты (фото №20). Пузырь выдувался овальный, но потом все
равно принял форму шара и он был не маленький. Мама выдула пузырь и я
мокрыми руками его поймала, и он не лопнул (фото №21), а на сухие руки
поймать мыльный пузырь не получилось, он сразу лопнул.
Фото №20
Фото №21
Опыт №6
Гигантский пузырь из раствора победителя - Рецепт №2. Из
пластмассовой воронки выдулся вот такой огромный, красивый,
переливающийся разными цветами пузырь (фото №22).
Фото №22
Опыт №7
В морозное воскресенье (температура минус 11 градусов) я с мамой
вышла на улицу с пузырьком раствора для пускания мыльных пузырей, снега
было не много и пришлось сложить его на газетку. Надула мыльный пузырь
и он приземлился на снег и через несколько секунд, с низу где был снег стал
покрываться чудесным узором. Шар стал похож на елочную игрушку. Вот
15
такая красота у меня получилась (фото №23). Когда он лопнул, от него
осталась только тоненькая пленка.
Фото №23
16
Заключение
Тема для меня была очень интересная, познавательная, актуальная –
таковой она будет оставаться всегда. Мыльные растворы, приготовленные в
домашних условиях, не хуже покупных, а некоторые даже лучше.
Выводы:
 Чтобы сделать мыльный раствор в домашних условиях необходимо
выбрать подходящий рецепт и приобрести все ингредиенты;
 Иметь приспособления для выдувания мыльных пузырей, которые
можно смастерить самому;
 В опытах использовали дистиллированную воду, т.к. она мягче. При
добавлении глицерина и сахара пузыри становятся прочнее и надуваются
большего размера;
 Моя первая гипотеза потерпела поражение, если в раствор добавить
свекольного сока мыльный пузырь, не станет бордовым, такое возможно в
невесомости. И опыт, проведенный астронавткой из Японии, на космической
станции это доказывает.
 Вторая гипотеза, что из куба можно выдуть квадратный мыльный
пузырь не подтвердилась. Из кубической формы все равно выдувается
шарообразный мыльный пузырь, из-за желания мыльной пленки занять
наименьшую площадь;
 Проткнув мыльный пузырь мокрой соломинкой, он не лопнет;
 При температуре минус 11 градусов мыльный пузырь замерзает и
покрывается загадочным узором, как мороз расписывает окна.
Мыльным пузырям много, много лет. Их исследовали, исследуют и
будут исследовать еще очень долго. Благодаря этим исследованиям ученые
научились замораживать органы, клетки, чем спасли множество
человеческих жизней. Создали аппараты (капсулы) в форме шара, которые
летают в космос и изучают планеты, звезды и их влияние на землю.
26.07.2008 года в Калифорнии три астронома-любителя нашли во
Вселенной планетарную туманность, которая похожа на огромный мыльный
пузырь (фото №24).
Фото №24
17
Официальное название PN G75.5+1.7 туманность-пузырь – это остатки
умирающей звезды, которая сбросила свою верхнюю «оболочку» 22 тыс. лет
назад. Туманность – пузырь находится в 4 тыс. световых лет от нас в
созвездии Лебедя.
Ученые всего мира сделают еще тысячи открытий благодаря мыльному
пузырю и его уникальности.
18
Литература
1.
Г.Дж. Прес, 300 опытов: увлекательных, познавательных и легко
выполнимых, пер. с англ. – М.: АСТ: Астрель, 2009.
2.Журнал «Наука и жизнь» №4 2002 год
3.
Занимательные опыты и эксперименты. Ф.Ола, Ж.-П. Дюпре,
2007
4.
Научные эксперименты. Пер. с англ. А. Филоновой, 2006
5.
Энциклопедический словарь юного физика, В.А. Чуянов, 1984
6.
http://bayun.ru/dia/Kto_pridumal_puskat_mylnye_puzyri_(1982).html
7.http://www.voprosy-kak-i-pochemu.ru/pochemu-puzyri-kruglye/
8.http://www.dinos.ru/sci/20080418453.html
9.
http://www.inauka.ru/blogs/article49071/print.html
10. http://vogelz.ru/stihi/marshak/mylnye-puzyri/
19