七彩泡泡世界

出版日期: 2025年4月15日

當大量泡泡在半空飄浮,泛起七彩的光澤時,那美麗的景色實在令人着迷。泡泡是怎樣形成的?為甚麼會看起來色彩絢麗?一起來認識生活中常見的泡泡吧!

泡泡形成的原因

泡泡的主要成分是水。一般情況下,水分子之間有強大的吸引力,這會形成表面張力,令水分子趨向聚在一起。

▲由於水分子團結地連在一起,即使在水中吹出氣泡,也會很快被它們排出,無法形成穩定的氣泡。

洗潔精、洗手液或是肥皂等清潔劑中,含有肥皂分子。肥皂分子同時具有親水及親油的結構部分,能破壞水的表面張力,令水分子之間的連接稍微減弱。

▲肥皂分子的結構

 

肥皂分子頭部的親水部分,可以溶於水分子中,影響水分子間的連接,減低水的表面張力;而親油部分的尾巴向外,則能減慢水分蒸發的速度。

水分子及肥皂分子聚集在一起時,就會形成薄膜,令水的表面張力減少。這個薄膜具有能延伸的彈性,由此形成泡泡。

 

為甚麼泡泡都是球狀?

泡泡形成時,水的表面張力雖然減弱, 但仍然有維持最小表面面積的特性,因此會形成球狀。

 

怎樣令泡泡不易破掉

泡泡膜非常薄,當裏面的水分隨時間而蒸發,無法再維持表面張力時,泡泡就會因為不能維持形狀而破掉。如果想令泡泡中的水分不容易蒸發,我們可以加入糖、甘油或是膠水來製作泡泡。

1.減少水分蒸發

甘油(也稱為丙三醇)是一種帶有黏性、吸水性強的物質,有保濕功用,會加工並用在食品、藥物及個人護理物上,因此能增厚肥皂膜,減慢水分蒸發的速度。

不過,如果加入太多甘油,造出來的泡泡就會過於沉重,無法飛遠及飛高。

2.增加泡泡液黏度

溶解的糖水跟膠水都具有黏性,可以減慢泡泡液的流動速度,泡泡膜較不容易變薄,泡泡的形狀也能維持較長時間。

▲糖本身也有穩定氣泡的作用,不過結晶狀的糖粒會影響泡泡膜,因此需要完全溶化才使用,或者使用糖漿代替。

 

七彩的泡泡

為甚麼泡泡會呈現出七彩的顏色?這與泡泡膜的厚度息息相關。

肥皂層夾着水薄膜,當光線穿過泡泡膜時,不同波長的光速度不同,就會令我們看出不同的顏色。

泡泡在剛被吹出來時,泡泡膜的厚度只有幾微米,但光線經過泡泡膜時,也會產生反射及折射,因此我們能看到泡泡上的斑斕色彩。

 

當泡泡內的水分向下流動或是蒸發時,泡泡膜會變薄,光線的反射情況難以被觀察到,泡泡就彷彿變成透明無色了。

 

泡泡呈現的顏色不只跟泡泡膜厚薄有關,光線照射角度也會影響泡泡的顏色,加上泡泡液會流動,因此每一個泡泡上的顏色都不一樣。那麼,如果泡泡膜愈厚,是不是代表泡泡的顏色會更鮮艷呢?

▲泡泡膜較厚時,波長較短的藍光反射較整齊,因此藍光更鮮明。而光線直射時,光的行進距離較短,藍光也會增強。

▲泡泡膜開始變薄時,波長較短的光無法明顯反射,泡泡顏色會從藍光轉為黃光。而光線斜照時,波長較長的光行進距離較長,紅光及黃光就會增強。

 

泡泡冷知識

泡泡可以食用嗎?

一般的泡泡液由化學材料製成,因此不能食用。不過在2015年時,美國有醫師發明出一種特殊溶劑,可溶解在飲料中,製作能食用的泡泡。

泡泡可以擁有其他顏色嗎?

泡泡膜較薄,即使加入色素,也不能顯示出來。不過美國有科學家發明了特殊顏料,製作有顏色的泡泡,可以在空中飄浮約15分鐘,破掉的泡泡液顏色還會隨時間消失。

(內文插圖取自:《兒童的科學》第158期)

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