Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

1. Теоретическая часть 5

1.1. Происхождение мыльных пузырей 5

1.2. Теоретические аспекты изучения мыльных пузырей 6

1.3. Сферическая форма мыльных пузырей 8

1.4. Оптика мыльного пузыря 9

1.5. Свойства мыльных пузырей на морозе. 12

2. Практическая часть 15

2.1. Методика приготовления мыльных пузырей 15

2.2. Эксперимент 16

Библиографический список 19

Приложение 1. 20

Приложение 2. 22

Приложение 3. 24

Приложение 4. 25

Введение

«Мыльный пузырь, пожалуй,

самое восхитительное и самое

изысканное явление природы».

Марк Твен

Актуальность.

Я очень люблю пускать мыльные пузыри. Мне нравится любоваться их круглой формой и переливающейся разными красками поверхностью. Мне всегда хотелось, чтобы у меня получился пузырь не похожий на шар, чтобы форма его напоминала форму куба или голову какого-нибудь животного. Но, к сожалению, мыльные пузыри у меня получались всегда только круглые.

Почему же мыльные пузыри имеют круглую форму, как шарики? Быть может, если использовать для надувания пузыря определенные каркасы то, получится пузырь другой формы? А можно ли в домашних условиях приготовить раствор для выдувания пузырей? Почему они так легко разрушаются? Рассмотрим проблему получения круглых мыльных пузырей.

Изготовление и изучение мыльных пузырей позволяет продемонстрировать, «прочувствовать» множество физических законов, которые имеют важнейшее значение в науке и технике.

Исходя из описанных противоречий мы обозначили объект, предмет и цель нашего исследования.

Объект исследования: мыльные пузыри.

Предмет исследования: форма, состав и свойства мыльных пузырей.

Я выдвинула следующую гипотезу: используя разные каркасы, можно приготовить мыльные пузыри некруглой формы.

Цель моего исследования: выявить свойства мыльных пузырей и способы их приготовления.

Поставленную цель я достигну, решая задачи:

собрать информацию о приготовлении, свойствах и форме мыльных пузырей;

приготовить раствор для изготовления мыльных пузырей в домашних условиях и получить из него мыльные пузыри;

проанализировать теоретические и практические результаты получения мыльных пузырей, их свойств и формы.

Этапы исследования:

собрать информацию о форме и свойствах мыльных пузырей (спросить у родителей, прочитать в книге, найти в Интернете);

купить каркасы разной геометрической формы для выдувания пузырей;

приготовить раствор для мыльных пузырей;

определить какой раствор для приготовления пузырей самый лучший;

попытаться выдуть пузыри разной геометрической формы;

сравнить теоретический и практический результат изготовления мыльных пузырей;

Методы и приемы: наблюдение, эксперимент, анализ.

1. Теоретическая часть
   1. Происхождение мыльных пузырей

День рождения мыльного пузыря и по сей день остаётся загадкой. Но доподлинно известно, что при раскопках древней Помпеи археологи обнаружили необычные фрески с изображением юных помпейцев выдувающих мыльные пузыри. Видимо, у них были свои секреты производства мыла.

В Средних веках изображение ангела, пускающего пузыри, помещали на надгробья и добавляли надпись: «От этого никто не уйдёт». Этим, по-видимому, хотели сказать, что жизнь хрупка, как мыльный пузырь.

В 19 веке выпускали открытки с изображением мальчика пускающего пузыри.

Суетные развлечения молодого человека, пускающего мыльные пузыри.

Мыльные пузыри были не только детской забавой, но и объектом для размышлений философов о смысле жизни. Не просто красивым явлением природы, но и интересовали серьёзных учёных. Чарльз Бойс сто лет назад опубликовал фундаментальный труд «Мыльные пузыри», который по сей день является как детской забавной книжкой, так и настольным пособием для физиков-теоретиков и экспериментаторов.

Не позднее 1839.

Таким образом, мыльные пузыри радовали детей и взрослых ещё во времена древней Помпеи. Интересовали философов, художников, учёных на протяжении веков, не оставляя равнодушных и в 21 веке.

1. 1. Теоретические аспекты изучения мыльных пузырей

Мыльный пузырь — это тонкая пленка мыльной воды, которая формирует шар с переливчатой поверхностью.

Пленка пузыря состоит из тонкого слоя воды, заключенного между двумя слоями молекул, чаще всего мыла (рисунок 1).

Рисунок 1. Схема строения пленки мыльного пузыря.

А и С - слой молекул мыла; В - слой молекул воды

Эти слои состоят из достаточно сложных молекул - русалок - одна часть, которых является гидрофильной (любит контактировать с водой), а другая гидрофобной (избегают подобного контакта, «боятся» воды).

Гидрофильная часть представляет собой разделённые электрические заряды, обладающие дипольным моментом. Она привлекается тонким слоем воды. В то время как гидрофобная - представляющая собой «хвост» из углеродной цепочки длиной 2,5 нм, наоборот, выталкивается. В результате образуются слои, защищающие воду от быстрого испарения, а также уменьшающие поверхностное натяжение (рисунок 2).

Однако, пузырь, сделанный только из воды, нестабилен и быстро лопается. Для того чтобы стабилизировать его состояние, в воде растворяют поверхностно-активные вещества, например, мыло и глицерин.

Рисунок 2. Схема строения молекул имеющих гидрофильные и гидрофобные части.

Прямыми измерениями было установлено, что поверхностное натяжение воды понижается в два с половиной раза: от 7 ∙10 -2 до 3∙10 -2 Дж/м 2 .

Когда мыльная пленка растягивается, из её объёма на поверхность будут выходить оставшиеся молекулы мыла, достраивая частокол. Таким образом, мыло избирательно усиливает слабые участки пузыря, не давая им растягиваться дальше. Когда же все молекулы поверхностно активного вещества выйдут из объёма плёнки, её дальнейшее растяжение приведёт к разрушению пузыря. Плёнка мыльного пузыря представляет собой одну из самых тонких вещей, какие доступны невооружённому зрению.

1. 1. Сферическая форма мыльных пузырей

Пузырь существует потому, что поверхность любой жидкости (в данном случае воды) имеет некоторое поверхностное натяжение. Наличие сил поверхностного натяжения делает поверхность жидкости похожей на упругую растянутую пленку, с той только разницей, что упругие силы в пленке зависят от площади ее поверхности (то есть от того, как пленка деформирована), а силы поверхностного натяжения не зависят от площади поверхности жидкости.

Мыльные пузыри являются физической иллюстрацией проблемы минимальной поверхности, сложной математической задачи. Несмотря на то, что с 1884 года известно, что мыльный пузырь имеет минимальную площадь поверхности при заданном объеме, только в 2000 году было доказано, что два объединенных пузыря также имеют минимальную площадь поверхности при заданном объединенном объеме. Эта задача была названа теоремой двойного пузыря.

Сферическая форма может быть существенно искажена потоками воздуха и, тем самым, самим процессом надувания пузыря.

Однако если оставить пузырь плавать в спокойном воздухе, его форма очень скоро станет близкой к сферической. Геометрия мыльных пузырей до сих пор озадачивает математиков.

С точки зрения физики, пузырь сферический лишь в том случае, если сила тяжести не вынуждает перемещаться жидкость в объёме плёнки пузыря, и, следовательно, не приводит к тому, что плёнка внизу оказывается толще, чем вверху, и форма искажается.

1. 1. Оптика мыльного пузыря

Горит, как хвост павлиний.

Каких цветов в нем нет!

Лиловый, красный, синий,

Зеленый, желтый цвет.

Взлетает 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.

С. Я. Маршак «Мыльные пузыри»

Один из величайших физиков Томас Юнг, который своими исследованиями обосновал волновые представления о свете и, в частности, о природе явлений интерференции, о цветах тонких плёнок.

Удивительно - пленка из бесцветной жидкости, раствора мыла в воде, освещенная белым светом, расцвечивается всеми цветами радуги. Посмотрим, почему это происходит.

Окраска мыльных пузырей объясняется интерференцией волн отраженных от наружной и внутренней поверхности пленки. Ход лучей в тонких пленках изображен на рисунке 4.

Интерференцией световых волн называется сложение двух когерентных волн, вследствие которого наблюдается усиление или ослабление результирующих световых колебаний в различных точках пространства.

Рисунок 4. Интерференция световых лучей на поверхности мыльного пузыря.

Мы выяснили, как появляется окраска мыльных пузырей, но почему же одни имеют радужную окраску, а другие - нет?

Сомненье, вера, пыл живых страстей

Игра воздушных мыльных пузырей:

Тот радугой блеснул, а этот - серый

И разлетятся все

Вот жизнь людей.

Сначала плёнка бесцветная, так как имеет приблизительно равную толщину. Затем раствор постепенно стекает вниз. Из-за разной толщины нижней утолщённой и верхней утончённой плёнки появляется радужная окраска.

Чтобы закончить рассказ об оптике мыльного пузыря, обязательно надо сказать о чёрных полосках и пятнах в его окраске. Пузырь лопнет именно в этом, наиболее тонком и слабом месте. Если толщина плёнки очень мала по сравнению с длиной волны, то лучи будут гасить друг друга. А это означает, что возникает чёрная окраска плёнки.

Итак, мыльные пузыри приобретают радужную окрасу благодаря явлению интерференции световых волн отраженных от наружной и внутренней поверхности пленки.

1.5. Свойства мыльных пузырей на морозе.

Пузырь при медленном охлаждении переохлаждается и замерзает примерно при -7°C. Пленка оказывается не хрупкой, какой, казалось бы, должна быть тонкая корочка льда. Если дать возможность мыльному закристаллизовавшемуся пузырю упасть на пол, он не разобьется, не превратится в звенящие осколки, как стеклянный шарик, каким украшают елку. На нем появятся вмятины, отдельные обломки закрутятся в трубочки. Пленка оказывается не хрупкой, она обнаруживает пластичность. Пластичность пленки оказывается следствием малости ее толщины.

При выдувании пузырей на сильном морозе -20°C ,-25°C сразу же в разных точках поверхности возникают мелкие кристаллики, которые быстро разрастаются и, наконец, сливаются в единую картину, по красоте, не уступающей морозным рисункам на окне.

1. Применение мыльных пузырей

Ранее рассмотренный механизм строения мыльных пузырей позволяет понять процесс удаления грязи с помощью мыльной воды. Гидрофильная часть моющего вещества взаимодействует с водой, проникает в воду и увлекает с собой частицу загрязняющего вещества, присоединенную к гидрофобному концу.

В метеорологии и аэронавтике прототип мыльного пузыря — аэростат (воздушный шар) — используется для разведки погоды и увлекательных воздушных путешествий. В оболочке мыльного пузыря находится горячий воздух, который (как известно) обладает меньшей плотностью, чем холодный и собственно, поэтому пузырь способен подниматься вверх. По такому же принципу взлетает в небо аэростат.

Мыльная плёнка, натянутая на каркасы, может принимать самый невероятный, казалось бы, вид. Этим свойством широко пользуются архитекторы и конструкторы.

В горной промышленности с помощью пузырьков, но воздушных, проводят флотацию: процесс обогащения горных руд. Пузырьки в растворе обволакивают частички руды и поднимают её на поверхность, а пустая порода остаётся на дне.

Также мыльные пузыри используются в нефтеперерабатывающей промышленности. Чтобы превратить нефть в различные материалы, необходимые человечеству, ее приходится перерабатывать. Для эффективной переработки нефти российские ученые предлагают использовать мицеллы - по сути, мыльные пузыри. Эти и другие исследования ПАВ поддерживаются российскими и международными грантами. Ученые московского Института химической физики РАН одни из первых выяснили, что если в уже очищенную нефть добавить воды и поверхностно-активные вещества, то в нефти образуются стабильные "мыльные пузыри", наполненные водой. Оказалось, что в этих пузырьках, которые ученые назвали "мицеллами", могут происходить различные химические реакции. Ученые сконструировали такие "микрореакторы" для окислительной переработки углеводородного сырья. Так называемое жидкофазное окисление углеводородов позволяет превратить нефть в органические кислоты, эфиры, мономеры. Именно из этих веществ потом получают полимеры, красители, лекарства и многое другое.

Вот ведь, оказывается, какой он удивительный, простой пузырь, и сколько принёс людям пользы!

1. Практическая часть
   1. Методика приготовления мыльных пузырей

Рецептура приготовления

На самом деле, рецепт приготовления мыльных пузырей с использованием жидких моющих средств, мыла и воды очень прост. Вода должна быть мягкая или, еще лучше, дистиллированная.

Какое моющее средство применить? Любое, хозяйственное мыло, всевозможные сорта туалетного мыла, шампуни и т.д.

Для пузырей- долгожителей рекомендуется добавление в получившийся раствор 1/3 обьёма чистого глицерина. Как долго живёт пузырь, зависит от того, как долго он будет оставаться влажным. Глицерин отлично замедляет время высыхания. Так же действует и водный раствор сахара с желатином.

Пропорции растворения мыла сильно зависят от вашей местности и текущего времени года, так как такие факторы, как температурный режим, влажность воздуха и подобные — сильно влияют на качество пузырей. Средний диапазон — 10 частей воды к одной части мыла. Пропорции глицерина добавляют от 1/5 до 1/3 частей по отношению к объёму мыльной смеси, либо 1/4 части раствора сахара с желатином.

Инструментыдля выдувания

Простейшая проволочная петля . Берёте отрезок тонкого но жесткого провода и формируете на одном из его концов петлю приблизительно 4 см. в диаметре. Для использования, окунаете петлю в раствор и мягко дуете.

Коктейльные соломки дают неплохой результат. Эффект будет лучше, если сделать на одном из концов 4 коротких разреза (примерно 3см) и развести их в разные стороны, как ромашку.

Воронка кухонная для переливания жидкостей.

1. 1. Эксперимент

Мы с мамой и папой дома проделали следующие опыты:

В два стакана налили по 100 мл воды, добавили в каждый стакан по 30 мл глицерина. Затем в первый стакан добавили 10 мл моющего средства «Фейри», а во второй стакан 10 мл детского шампуня. Содержимое стаканов перемешали фарфоровой ложечкой. Из приготовленной жидкости выдували пузыри.

Наблюдения: выдувать мыльные пузыри лучше получается из раствора содержащего моющие средство «Фейри» (приложение 1).

Из жидкости, приготовленной в опыте 1, мы попытались выдуть пузыри разной формы с помощью коктейльной трубочки, воронки и специальных каркасов разной геометрической формы для выдувания пузырей, купленных в магазине. Мы внимательно смотрели на окраску пузырей

Наблюдения: выдуваемые мыльные пузыри имеют только круглую, сферическую форму. Сначала все пузыри были прозрачные, а при попадании на них лучей света они становились разноцветными (приложение 2).

В тарелку мы налили мыльного раствора настолько, чтобы дно тарелки было покрыто слоем в 2-3 мм, в середину положили игрушку-смурфика и накрыли воронкой. Затем, медленно поднимая воронку, дули в её узкую трубочку, когда же этот пузырь достигал достаточных размеров, наклоняли воронку в сторону, высвобождая из-под неё пузырь.

Наблюдения: маленькая игрушка оказывалась внутри мыльного пузыря (приложение 3). Было очень красиво.

Мы зажгли свечу. Используя воронку из предыдущего опыта, мы надули пузырь и направили воронку к пламени свечи.

Наблюдения: пламя свечи заметно уклонилось в сторону (приложение 4).

Опыт 5. Кристаллизация мыльных пузырей.

Мы вышли на балкон, там температура воздуха была -10 градусов. Мы выдували пузыри на холоде.

Наблюдения: мыльные пузыри у нас не кристаллизовались, хотя в литературе мы нашли утверждение, что они кристаллизуются при температуре -7 градусов.

Выводы

В ходе своего исследования я сформулировала следующие выводы :

1. Мыльный пузырь при надувании может быть только круглой формы, так как силы поверхностного натяжения стремятся придать мыльному пузырю форму шара.

2. Мыльные пузыри из бесцветной жидкости, освещенные белым светом, расцвечивается всеми цветами радуги за счет явления интерференцией световых волн.

3. Лучше всего для приготовления мыльных пузырей в домашних условиях использовать моющие средство «Фейри».

4. Плёнка мыльного пузыря всё время находится в натяжении и давит на заключённый в ней воздух, так что сила тончайших пленок не так уж ничтожна.

5. Можно выдувать мыльные пузыри вокруг предметов. Это очень интересно.

Библиографический список

Блинов Л. Молекулы-русалки // «Наука и жизнь», № 4, - 1989.

Гегузин Я.Е. Пузыри - М.: Наука, 1985.

Гигантские мыльные пузыри. Устройство для выдувания мыльных пузырей патент РФ № 2139119

Перельман Я. «Занимательная физика», Москва, 1967г.

Пузыри на морозе // «Наука и жизнь», № 2, - 1982.

Шварц А., Перри Дж., Берн Д ж., Поверхностно-активные вещества и моющие средства - М., 1960

Лущекина О.Б. Шоу мыльных пузырей, или куда может завести работа над проектом // газета «Физика», № 22, - 2004г.

Интернет - ресурсы:

http://www.jtan.com/antibubble/;

http://www.eskimo.com/~billb/amateur/antibub/antibub1.html

http://demonstrator.narod.ru/experiments/bubble.html

http://www.afizika.ru/skorost

Приложение 1.

Опыт 1. Приготовление раствора для изготовления мыльных пузырей.

Отмеряем и наливаем воду

Добавляем глицерин

Приливаем моющие средства и шампунь

Все перемешиваем

Выдуваем пузыри

Приложение 2.

Опыт 2. Формирование пузырей с помощью разных инструментов и изучение их окраски.

А они все равно круглые и разноцветные.

Приложение 3.

Опыт 3. Мыльный пузырь вокруг предмета.

Приложение 4.

Опыт 4. Воздух вытесняется стенками мыльного пузыря.

Пламя свечи отклоняется.

Анастасия Иванова
Исследовательский проект «Мыльные пузыри»

Краткосрочный исследовательский проект в старшей группе .

Соломинку простую сейчас возьму я в рот, Воды в нее втяну я, потом слегка подую в соломинку – И вот, сияя гладкой пленкой, растягиваясь вширь, Выходит нежный, тонкий, раскрашенный пузырь . Взлетает шар надутый, прозрачнее стекла. Внутри его как будто сверкают зеркала.

Самуил Маршак

Актуальность темы : К нам в детский сад приезжал цирк «Шоу мыльных пузырей » . И один из номеров был выдувание мыльных пузырей разной формы и размеров, которые долго не лопались. Мы решили сделать раствор для мыльных пузырей , но пузыри получались маленькими и быстро лопались. И тогда нам стало интересно, что же нужно добавить в раствор, чтобы пузыри были крупными и крепкими и сможем ли мы сами изготовить такой раствор.

Цель : научиться получать крупные, крепкие мыльные пузыри и найти связь с мылом.

Задачи : познакомиться с историей происхождения мыльных пузырей ; узнать секреты мыльного пузыря , провести опыты по надуванию различных видов мыльных пузырей , провести изучение эффективности жидкостей для надувания мыльных пузырей .

Объект исследования : состав и свойства мыльных пузырей .

Предмет исследования : раствор для изготовления мыльных пузырей .

Методы исследования : наблюдение, проведение опытов, сравнение и обобщение результатов

Гипотезы : предположим, что мыльные пузыри образуются из мыльного раствора .

Размеры и устойчивость мыльных пузырей зависит от состава жидкости для мыльных пузырей .

Что мы делали : 1. собирали информацию, читали энциклопедии, рассматривали иллюстрации, смотрели мультфильмы, наблюдали за мыльными пузырями .

2. Экспериментировали – опыты с мыльными пузырями (надували пузыри , готовили раствор для мыльных пузырей , опыт с прыгающими пузырями , замораживали мыльные пузыри , рисовали мыльными пузырями ) и пр.

3. Оформили выставку наших работ.

4. Играли, пели, танцевали и многое другое.

5. Ходили на экскурсию в школу №4, в медицинский кабинет.

Наблюдали и играли, мы лепили, рисовали, экспериментировали, наблюдали в детском саду, на улице и дома. Многое мы узнавали : узнали, что мыльный пузырь – это тонкая плёнка мыльной воды , которая имеет переливчатую поверхностью. Теперь мы знаем, как приготовить раствор для мыльных пузырей . И даже как составить удивительные фигуры из мыльных пузырей . Что можно сделать из замороженного мыльного пузыря , и как сделать самодельное мыло. Исследование мыльных пузырей оказалось интересным, красивым и полезным занятием. В нашей группе выставка наших работ.

Праздник мыльных пузырей

Сучков Илья

Руководитель проекта:

Козлова Надежда Петровна

Учреждение:

МБОУ "Пеновская СОШ им. Е.И. Чайкиной" п. Пено

Исследовательская работа в начальной школе "Тайны мыльных пузырей" выполнена учеником 1 класса общеобразовательной школы. Данная работа посвящена изучению природы и свойств мыльных пузырей, а также, процессу изготовления наиболее подходящего мыльного раствора в домашних условиях.

Автор исследовательского проекта в начальной школе "Тайны мыльных пузырей" изучает теоретический материал об истории мыльных пузырей, изучает их основные свойства. Практическая часть проекта содержит основные рецепты приготовления мыльного раствора для пузырей в домашних условиях, где ученик сравнивает размер и стойкость полученных мыльных пузырей.

В данной проекте в начальной школе "Тайны мыльных пузырей" ученик 1 класса продемонстрирует занимательные опыты и эксперименты с мыльными пузырями, изготовленные с помощью таких инструментов, как трубочка для коктейля, воронка, бутылка без дна, рамка из проволоки, приспособление из палочек и нити.

Введение
1. Что такое мыльный пузырь.
2. История возникновения мыльных пузырей.
3. Уникальные свойства мыльных пузырей.
3.1 Почему мыльные пузыри имеют форму шара.
3.2 Почему у мыльных пузырей радужная окраска.
3.3 Почему мыльные пузыри не летают долго.
3.4 Мыльные пузыри на морозе.
3.5 Широкое применение мыльных пузырей.
4. Как сделать мыльные пузыри в домашних условиях.
4.1. Рецепты приготовления раствора для мыльных пузырей.
4.2. Занимательные опыты и эксперименты с мыльными пузырями.
Заключение
Список литературы
Приложение

Я пускаю пузыри ! Их так много, посмотри, Надо мной летают, Солнце в них сияет. Разлетелись пузыри Их в ладошки не бери, Не пытайся их поймать Их так просто напугать! Чуть дотронешься рукой, Хлоп! ... И пусто над тобой!

О.Борисова

Введение

Мыльные пузыри невесомые, практически неуловимые и такие красивые. Они вдохновляют многих людей, приносят радость и удовольствие. Выдувать водяные шарики – любимая забава для всех поколений. Мыльные пузыри, которые окрашиваются попеременно в самые разные цвета радуги, кажутся сказочными и волшебными.

Независимо от возраста, пузыри вызывают у людей восторженные крики и непреодолимое желание немедленно догнать и поймать убегающий сверкающий шар.

Растворы для выдувания этого радужного чуда продаются в магазине, существуют различные генераторы для получения мыльных шедевров. Но можно ли сделать мыльные пузыри в домашних условиях, из какого раствора можно получить самые большие и прочные мыльные пузыри? Решению этих вопросов будет посвящена данная работа.

Актуальность: В настоящее время мыльные пузыри являются одной из самых продаваемых игрушек. Но, наверное, каждый из нас хотя бы однажды задумывался над вопросом: «А можно ли в домашних условиях приготовить мыльный раствор, пузыри из которого будут радовать своей хрупкой красотой?».

Абсолютно все дети от природы любознательны и обожают открывать для себя что-то неизведанное. Актуальность данной работы обусловлена развитием творчества у детей, стремлением к новым открытиям.

Цель исследования : Создать мыльные пузыри в домашних условиях, выявить наиболее удачный рецепт приготовления мыльных пузырей, провести опыты и эксперименты с мыльными пузырями.

Объект исследования : мыльный пузырь.

Предмет исследования : процесс приготовления растворов в домашних условиях и способы выдувания мыльного пузыря.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• Изучить теоретический материал по теме «Мыльные пузыри »;
• Познакомиться с историей возникновения мыльных пузырей;
• Узнать секреты и свойства мыльного пузыря;
• Изучить рецепты приготовления раствора для выдувания мыльных пузырей;
• В домашних условиях провести опыты и эксперименты по надуванию различных видов мыльных пузырей.

Методы исследования:

• Анализ научной литературы по данному исследованию.
• Наблюдение за мыльными пузырями из различных растворов.
• Эксперимент.

Гипотезы:

Предположим, что мыльные пузыри образуются из мыльного раствора, а жидкость для выдувания мыльных пузырей можно приготовить в домашних условиях.

Размеры и устойчивость мыльных пузырей зависит от состава жидкости для мыльных пузырей

Землянская Валерия

Марк Твен говорил, что "...Мыльный пузырь, пожалуй, самое восхитительное и самое изысканное явление природы" Не возможно представить себе ребенка, который равнодушно будет смотреть на огромный радужный мыльный пузырь. Многие дети пытаются самостоятельно создавать растворы для мыльных пузырей, хотя не всегда добиваются желаемого.Данное исследование поможет разобраться в компонентах растворов, приспособлениях и добиться желаемых результатов. Это увлекательный проект, который позволит раскрыть секреты мыльных пузырей.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа №1

С.Новоселицкого, Новоселицкого района, Ставропольского края

Х НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ШКОЛЬНИКОВ

«НОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ»

Секция

«Первые шаги»

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ

Новоселицкое, 2017 г

Введение ……………………………………………………. …………………2-3

Основная часть

Глава I. Теоретическое исследование

1. Что такое «мыльный пузырь»? ……………………………..………….4
2. История возникновения мыльного пузыря……………………… 5
3. Интересные сведения о мыльных пузырях.....................................5- 6
4. ………………………… 6-8

Глава II. Экспериментальное исследование

2.1. Компоненты и инструменты для изготовления мыльных пузырей8-9 2.2.Рецепты изготовления мыльных пузырей……………………………9-10

2.3. Опыты с мыльными пузырями………………………………………10-11

Глава III. Заключение ………………………………………………………. 11-12

Литература ……………………………………………………………........ 13

Приложение ……………………………………………………………........ 14- 22

Введение

«..Мыльный пузырь, пожалуй, самое восхитительное

и самое изысканное явление природы»

Марк Твен.

Мне всегда нравились мыльные пузыри. Выдувать, а потом ловить их было одним из самых любимых моих занятий. Однажды я увидела шоу, в котором пузыри выдували огромных размеров и проделывали с ними разные трюки: надували дымом, брали их в руки, делали из них гирлянды, помещали внутрь пузырей различные предметы и даже людей!

Неужели это возможно с обычными мыльными пузырями? А я сумею сделать подобные трюки? Раньше я пользовалась наборами для выдувания мыльных пузырей, которые были куплены в магазинах, и таких пузырей не получала никогда. И я решила провести исследование.

Так возникла тема моего исследования – «Мыльные пузыри»

Актуальность данного исследования в том, что разработка универсального состава мыльных пузырей позволит мне доставлять минуты радости своим друзьям и близким, не требуя определенных затрат.

Цель исследования : выяснить, можно ли получить большие и крепкие мыльные пузыри самостоятельно в домашних условиях. Также разработать универсальный состав для создания различных видов мыльных пузырей.

Задачи:

1. узнать, что такое мыльный пузырь, из чего состоит;
2. выяснить, что делает мыльные пузыри большими и крепкими;
3. найти рецепт для изготовления больших мыльных пузырей;
4. самостоятельно сделать трюки с мыльными пузырями;

Я выдвинула гипотезу : предположим, что можно приготовить

Оптимальный по составу раствор для создания мыльных пузырей в домашних условиях.

Объектом исследования явились составы для приготовления мыльных пузырей и мыльные пузыри.

Методы исследования: -аналитический метод

Эксперимент

- обобщение данных

Исследовательская работа состоит из двух частей: теоретической и практической. В теоретической части я изучила вопросы, касающиеся компонентов и инструментов, необходимых для получения мыльного пузыря и обработала необходимую информацию. В практической части использовала опытно-экспериментальные методы исследования, по результатам которых были сделаны соответствующие выводы.

Практическое применение данной работы возможно на уроках окружающего мира, изобразительного искусства, при праздновании Дня именинника и других детских праздников.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1Что такое «мыльный пузырь»?

Мыльный пузырь – это шарик, который образован тонкой многослойной плёнкой мыльной воды и наполнен воздухом. Мыльные пузыри обычно существуют несколько секунд, а потом лопаются при соприкосновением с поверхностью самопроизвольно. Очень часто дети играют с мыльными пузырями.

Все мы восхищаемся пузырями, особенно мыльными - их идеально круглой формой и переливающейся разными красками поверхностью.

Английский физик Бойз был так заинтригован мыльными пузырями, что написал 200 -страничную книгу: «Мыльные пузыри. Их цвет и силы, придающие им форму».

Так все же почему мыльный пузырь круглый? Ответ на этот вопрос заключается в том, что силы поверхностного натяжения стремятся придать мыльному пузырю максимально компактную форму. Самая компактная форма в природе - это шар (а не куб, например). При шарообразной форме воздух внутри пузыря равномерно давит на все участки его внутренней стенки (по крайней мере, до тех пор, пока пузырь не лопнет).Вот мыльный пузырь еще есть, а вот он просто испарился в воздухе.

Ученые подсчитали, что лопается мыльный пузырь за одну тысячную долю секунды, потому для того, чтоб увидеть это чудо им понадобилась камера способная снимать до 5000 кадров в секунду. Фотографу из Великобритании Ричарду Хиксу удалось получить очень красивые снимки этого процесса.

Помощницей Хикса стала его жена Сара. Именно она выдула и затем лопнула этот замечательный пузырь.

Сара пальцем нарушила поверхностное натяжение пузыря, и он лопнул. А в это время Ричардс с макро-камерой проводил съемку

1.2 История возникновения мыльного пузыря

В Интернете я узнала, кто же все-таки придумал мыльные пузыри. Их история связана с человеком по имени Пумпатус, который сам, на свой страх и риск придумал, способ выдувания мыльных пузырей.

Люди жили очень долго без мыла и наконец, его изобрели, и король приказал всем мыться. За неповиновения грозился преисполнить смертную казнь. Только один старый сапожник по имени Пумпатус спрятался в своей коморке, и курил трубку, но в один момент в эту трубку попала пена, и он выдул свой первый мыльный пузырь.

Поэтому его не только ни казнили, а обрадовались и любовались, как один за другим из этой трубки выдувались пузыри. Это было чудо. Дамам дарили букеты из мыльных пузырей, украшали залы, дворцы, мужчины носили из них шляпы,это было чудесно, хоть и недолговечно.

Когда появился первый мыльный пузырь – неизвестно. Но даже на рисунках-фресках, которые ученые раскопали в древнем городе Помпеи, нашли изображения детей, выдувающих мыльные пузыри.

1.3 Интересные сведения о мыльных пузырях

Изучая вопрос о мыльных пузырях, я узнала что:

1. Мыльный пузырь переливается всеми цветами радуги, потому что лучи света отражаются от внешней и внутренней поверхностей пленки, которая его образует. Это явление, называется интерференция. Цвет пузыря меняется, потому что мыльная пленка «тает», т.е. со временем становится тоньше.
2. Мыльный пузырь надувается теплым воздухом из наших легких. А теплый воздух обычно легче воздуха в комнате или на улице. Поэтому пузырь сначала летит вверх, а потом воздух в нем остывает и пузырь опускается.
3. Мыльные пузыри могут сохраняться достаточно долго. Английский исследователь Джеймс Дьюар хранил мыльные пузыри в особых бутылках, которые защищали их от пыли, высыхания и сотрясения воздуха. В таких условиях ему удалось сохранять некоторые пузыри больше месяца!
4. Мыльный пузырь можно заморозить. Замерзает он при температуре примерно -7 0С. Для замораживания достаточно положить на пузырь снежинку или осторожно опустить его на снег. При этом пузырь не разобьется, а если на ледяной шарик слегка надавить, то на нем появятся вмятины.
5. К мыльным пузырям ученые относились очень серьезно и сделали много разных полезных открытий, изучая их. Например:

1. на основе бутылки с двойными стенками, в которой Дьюар хранил мыльные пузыри, изобрели термосы и баллоны для перевозки газов;
2. наблюдая замораживание мыльного пузыря, придумали, как можно замораживать клетки, органы и целые живые организмы и используют это в медицине;
3. архитекторы, изучая форму поверхности мыльного пузыря – сферу, придумали, как использовать это в строительстве зданий.

1.4 Социальный опрос учащихся 2-4 классов

И чем больше интересного я узнавала, тем сильнее мне хотелось узнать, как же к мыльным пузырям относятся дети нашей школы.

В начале своего исследования я провела опрос среди учащихся 2-4 классов, в котором приняли участие 53 человека.

Были заданы три вопроса .

Диаграмма 1

Диаграмма 2

Диаграмма 3

Как видно из результатов опроса мыльные пузыри - любимая забава для ребят, которая поднимает им настроение. Маленькую баночку с мыльными пузырями, легко можно купить в магазине, что некоторые и делают. Однако она быстро заканчивается, а еще зачастую в них бывает не слишком хороший состав, и ожидаемый фейерверк мыльных пузырей, ограничивается лишь десятком маленьких пузырьков.

Некоторые ребята самостоятельно разводят состав. В качестве ингредиентов для раствора они указали следующее:

• вода,
• шампунь,
• мыло,
• моющие средства.

Однако, как выяснилось, рецепт мыльного пузыря не так прост, как кажется. Поэтому я решила провести несколько экспериментов и узнать, из чего лучше всего получаются большие мыльные пузыри.

Глава II. Экспериментальное исследование

2.1. Компоненты и инструменты для изготовления мыльных пузырей

Для того, чтобы выдуть обычный мыльный пузырь, понадобятся вода, мыло и какой-нибудь инструмент. Но в производстве пузырей высшего качества есть свои секреты.

Компоненты.

Вода. Простая вода из-под крана не подойдет. Пузыри из нее получаются непрочными из-за примесей и солей. Самый простой способ приготовить подходящую воду в домашних условиях – хорошенько прокипятить ее и дать отстояться. Для приготовления раствора лучше брать теплую воду – в ней быстрее растворяется мыло.

Мыло. Для приготовления хорошей жидкости для мыльных пузырей подойдет не любое мыло. Иногда её готовят совсем без мыла, используя всевозможные жидкие и порошкообразные моющие средства. Отлично подходит средство для ручного мытья посуды или детский шампунь. Из всех сортов мыла лучше использовать простое хозяйственное.

«Секретный компонент» . Насколько долго живёт мыльный пузырь, зависит от того, как долго он будет оставаться влажным. Оказывается, с этой целью в жидкость для мыльных пузырей-долгожителей добавляют глицерин! Он продается в аптеке. Глицерин – это средство, которое замедляет время высыхания пузыря, делает его стенки прочнее и пузырь дольше «живет».

Инструменты:

Для изготовления мыльных пузырей люди используют разные подручные материалы: трубочки для коктейлей, полые травинки и соломинки, корпуса от шариковых ручек, колечки из проволоки и многое другое.

Для пузырей-гигантов используют специальную петлю. Сквозь две длинные и прочные соломинки продевают и связывают тонкую веревку или шнур, длиной в 4 раза больше, чем длина трубочки. Опускают трубочки в раствор сомкнутыми, медленно разводят до натяжения веревки и осторожно вынимают. Нужно отходить назад, создавая поток воздуха или направлять это кольцо перпендикулярно ветру так, чтобы он выдувал пузыри.

2.2. Рецепты изготовления мыльных пузырей

Рецепт раствора № 1

• 100 мл воды,

• 50 мл пены для ванной,
• 10 мл глицерина,

Рецепт раствора № 2

• 100 мл воды,
• 10 мл глицерина.

Рецепт раствора № 3

• 100 мл воды,
• 100 мл пены для ванной,
• 10 мл глицерина.

Рецепт раствора № 4

• 10 мл водного раствора

Сахара и желатина

Раствор № 5

• из магазина.

2.3. Опыты с мыльными пузырями

Тест 1. Проткнуть мыльным пальцем.
Во всемирной паутине пишут, что для проверки качества состава мыльных пузырей, его необходимо проткнуть пальцем, предварительно смочив его тем же мыльным раствором, и если пузырь не лопнет, то состав считается хорошим. – тест прошли все 5 мыльных составов.

Тест 2. На время жизни мыльного пузыря.

Мы надули 5 пузырей из 5 составов - первым сдался пузырь из 3-го состава, через некоторое время лопнули пузыри 2-го, и 4-го составов. 1-й и 5-й составы показали лучшие результаты.

Тест 3. Большой пузырь.

Для выдувания больших мыльных пузырей, мы берем обычную пластиковую бутылку со срезанным дном.

К каждому составу применяется несколько попыток надуть максимально большой пузырь. Интересно также то, что например, из состава № 5, который в предыдущем тесте продержался 51 секунду, получались, чуть ли не самые маленькие пузыри. А это значит, время жизни пузыря еще не самое главное. 1-й, 2-й и 4-й составы показали лучшие результаты.

Результаты тестирования составов мыльных пузырей

№ раствора название опыта
Проткнуть мыльным пальцем
Время жизни -среднее, в секундах
Большой пузырь среднее/сек/			выбыл		выбыл
Итоги:	1-е место	3-е Место	выбыл	2-е место	выбыл

Глава III. Заключение

Поработав над выбранной темой, я подтвердила свою гипотезу о том, что в домашних условиях можно создать универсальный состав для замечательных мыльных пузырей. Однако необходимо помнить, что в дополнении к главным веществам (мыло) нужно еще добавить несколько составляющих, главными из которых являются вода, глицерин, немного сахара, желатина, пищевого красителя.

Вода для раствора должна быть мягкая или, еще лучше, дистиллированная. Тяжёлая вода из-за минерального содержания будет причиной хрупких пузырей, которые не будут жить долго.

Какое моющее средство применить? На собственном опыте убедилась, что лучшее, что может быть - это хозяйственное и детское мыло

Для пузырей долгожителей рекомендуется добавление в получившийся раствор чистый глицерин, который можно приобрести в аптеке по приемлемой цене. Так же действует и водный раствор сахара с желатином, который всегда можно найти на любой кухне.

Вообще-то для пузырей подойдёт любая моющая жидкость, но самый лучший результат будет получен с использованием описанных ингредиентов.

Получение мыльного раствора для пускания мыльных пузырей в домашних условиях – вполне осуществимое и интереснейшее занятие. Рецептов раствора для мыльных пузырей очень много, но все авторы отмечают, что на качество пузырей сильно влияют многие внешние факторы: влажность воздуха, температура, время года, пыль, ветер, качество мыла и др. Поэтому точных пропорций идеального раствора нет. Единственный способ сделать хороший раствор – это метод собственных проб и ошибок.

В нашем опыте лучшие результаты показал мыльный раствор по первому рецепту. Трюки с мыльными пузырями самостоятельно в домашних условиях делать можно! И это очень увлекательно.

Выдуть самостоятельно гигантский мыльный пузырь можно после некоторой тренировки и разъяснения взрослых. Но получается такой пузырь не всегда. Возможно, требуется внести изменения в рецепт состава. И стоит обязательно повторить этот эксперимент летом на улице с помощью ветра.

Выдувая мыльные пузыри, поднимается настроение, мы забываем все проблемы, при этом хорошо разрабатываются лёгкие. Всё это благотворно влияет на здоровье.

Исследование мыльных пузырей – очень интересное занятие. Возможно, я продолжу эту работу в старших классах, когда будем изучать физику, и секреты мыльного пузыря раскроются с другой стороны.

Литература

Гегузин Я. Е. Пузыри: Наука, 1985.

Варламов С. Эксперименты с мыльной пленкой/ С.Варламов //Квант. - 2006. - № 3, с. 37-38.

Тит Том. Научные забавы: интересные опыты, самоделки, развлечения/ Тит Том - М.: Издательский дом Мещерякова,2008. - 224с.

Скляревский Е. Мыльный пузырь как загадка науки.

Интернет--ресурсы:

• http://ru.wikipedia.org/

• http://bubblesmile.narod.ru/recept.htm «Сайт о мыльных пузырях»

• Большие мыльные пузыри. Маленькие эксперименты любителей мыльных пузырей. Fun-bubbles.narod.ru
• Мыльные пузыри на морозе. Статья электронной библиотеки международной общественной организации «Наука и техника» http://n-t.ru/tp/nr/mp.htm
• Мыльные пузыри в живописи. Архив блога Фан-клуб любителей Японии. http://japanblog.su/post164242869/

Приложение1

Социальный опрос учащихся 2-4 классов

Нравится ли тебе пускать мыльные пузыри? Диаграмма 1

Поднимают ли тебе настроение мыльные пузыри? Диаграмма 2

Какой раствор ты используешь для выдувания мыльных пузырей?

Диаграмма 3

Рецепты изготовления мыльных пузырей,

применяемые в исследовательской работе

Рецепт раствора № 1

• 100 мл воды,
• 50 мл средства для мытья посуды,

• 50 мл пены для ванной,
• 10 мл глицерина,
• 10 мл водного раствора сахара и желатина.

Рецепт раствора № 2

• 100 мл воды,
• 100 мл средства для мытья посуды,
• 10 мл глицерина.

Рецепт раствора № 3

• 100 мл воды,
• 100 мл пены для ванной,
• 10 мл глицерина.

Рецепт раствора № 4

• 10 мл водного раствора

Сахара и желатина

• 100 мл средства для мытья посуды.

Раствор № 5

• из магазина.

Таблица 1

Большой пузырь

среднее/сек/

выбыл

выбыл

Итоги:

1-е место

3-е

Место

выбыл

2-е

место

выбыл

Приложение2

Фотоотчёт

по экспериментальной части

Эксперимент №1
Подготовка 5 мыльных составов для пузырей.

Эксперимент № 2

Тест 1. Проткнуть мыльным пальцем

Эксперимент № 3

Тест 2. На время жизни мыльного пузыря.

Эксперимент № 4

Тест 3. Большой пузырь.

Социальный опрос учащихся 2-4 классов

2 «В» класс

4 «Б» класс

3 «А» класс

3 «В» класс