5.13　肥皂泡

很多人都吹过肥皂泡，但能称得上会吹的却不多。这个看起来很简单的事其实一点儿也不简单。我曾经也认为吹肥皂泡很容易，根本不需要什么练习，掌握什么技巧，我想许多人也这么认为。但是，如果让你吹出又大又圆又好看的肥皂泡，你就不那么容易办到了。这的确需要一点技巧，或者进一步说这是一门艺术。怎么样，像吹肥皂泡这么简单的事，你是否也想去试一试，看看有什么秘密？

在日常生活中，吹肥皂泡只是一种好玩的娱乐，并不怎么流行，更谈不上受欢迎，自然很难吸引人们的兴趣去谈论它。不过，物理学家们却不这样认为，他们很重视肥皂泡，并常说：“去吹一个小小的肥皂泡，仔细地观察它，它里面蕴藏的物理学知识足够你花一辈子去研究的。”

小小的肥皂泡里到底蕴藏着哪些物理学知识呢？首先当然是肥皂泡变化多姿的薄膜了，它上面的各种色彩能让物理学家量出光波的波长。其次是那娇嫩脆弱的薄膜张力，可以让物理学家们研究分子间的作用力，也就是内聚力，如果这个世界没有这种内聚力的话，这个世界就只有微尘而没有万物了。

话说回来，我在此分析下面这几个实验，其目的当然不是去讨论这些深奥的物理学难题，只是让你对肥皂泡艺术有一个初步的认识，了解一些与之相关的知识。波依斯曾在一本《肥皂泡》的书中详尽介绍了各种肥皂泡实验。在此，我就挑其中几个最简单的实验谈谈。

我们当然可以用最普通的洗衣肥皂^[6]的溶液吹出肥皂泡，不过对肥皂泡十分感兴趣的人通常用橄榄油或杏仁油做的肥皂，因为这两种肥皂的水溶液最容易吹出又大又好看的肥皂泡。我们只需取一小块这种肥皂，小心地放在清洁的冷水（最好用天然的雨水、雪水，如没有也可用烧开后冷却的水。当然，现在可用纯净水了）。如果你想要吹出来的肥皂泡能长时间不破灭的话，你还可以往肥皂水中加一点甘油（一般加容积的）。溶液配好了，用茶匙刮去溶液上层的泡沫，随后取一根细吸管，记得先将管子一端插进用肥皂溶液里转动几下再抽出来，然后将这一端放进溶液里。当然，你用一根大约长10厘米的细麦秆，也能取得同样的效果。

一切准备就绪后，就可以吹肥皂泡了：把管子一端垂直插入肥皂液中，使管口上蘸着一层膜后，小心取出来吹就行了。由于从我们肺中吹出来的气体是暖气，要比房间的空气轻一些，所以吹进肥皂泡里面的气体会将泡泡往上抬升。

如果你能一次性地吹出一个直径有10厘米大小的泡泡，那么你配制的溶液就可以用了，否则的话，你还要往溶液里加肥皂。不过，即便能吹出10厘米大小的泡泡也不够，你还要用手指去戳泡泡，如果泡泡不破裂，我们才能进行下面的实验；如果破裂了，就得像前面那样继续往溶液里加肥皂。

我们一定要有足够的耐心加细心去做实验。当然，我们也要确保房间里的光线充足，不然的话，即便有美丽的泡泡，我们也看不到它表面的彩虹。

下面介绍几个有关肥皂泡的有趣的实验。

花朵四周的肥皂泡：取一些配制好的肥皂液，将它们倒入一只茶具托盘或大盘里，盘中的溶液只需有2～3毫米厚度就行；然后把一朵花或者一只小花瓶放在盘子中央，再在它们上面盖一只玻璃漏斗。稍稍揭开漏斗，往漏斗揭开处插入一根细管并向里面吹气，吹出一个大肥皂泡来；等到这个肥皂泡达到足以完全盖住花朵或花瓶了，就倾斜一下漏斗（如图5-16右上所示），让泡泡从漏斗的底部完全露出来。就这样，我们给那朵花或者那只小花瓶披上了一个透明的、闪着彩虹的半圆形外罩了。

我们也可以用小型的石膏像替代花朵或小花瓶做上面的实验。不过，我们事先往石膏像上浇一些肥皂水，等大泡泡吹出来后，还可以把管子插进大泡泡里去吹石膏像上的小肥皂泡，将它们吹大（如图5-16右下所示）。

环环相套的肥皂泡（如图5-16左下所示）：我们刚才在那个漏斗的帮助下先吹出了一个很大的肥皂泡，随后取一根细长的管子，除了含在嘴里那部分外全部插入肥皂液中，让它全部都蘸上了肥皂液，最后小心翼翼地把这根细管插入大肥皂泡的中心，慢慢往回抽，停在比较接近大肥皂泡薄膜处开始吹第二个泡泡。重复刚才的动作，接着吹第出三、第四个……

用肥皂膜做成的圆柱体（如图5-17所示）：先用两根铁丝弯成两个大小相当的圆环。取出一个环，将吹好肥皂泡放在其上。将另一环放入肥皂液中，取出套在刚才肥皂泡上面，轻轻地缓慢地提升这个环，拉长泡泡，直至将它拉成一个圆柱形为止。这过程中有一个特有趣的现象，那就是当上面的圆环与下面圆环的高度大于圆环圆周长时，圆柱下边的一半就会收缩起来，另一半却会变宽，最后完全变成了相连的两个泡。

图5-16　几种肥皂泡实验

肥皂泡的薄膜总会受到表面张力的施压，从而会对泡泡里面的空气施加压力；我们可以把吹有肥皂泡的漏斗口靠近蜡烛火焰，松开堵在漏斗嘴上的手指，可以明显看到蜡烛火焰偏向一旁（图5-18），可见这层薄膜的力量可不小。

图5-17　制作圆柱形肥皂泡　

图5-18　肥皂泡的薄膜也能排出空气

肥皂泡热胀冷缩：如果你把肥皂泡从温暖的室内带到比较冷的户外，它的体积就会缩小。相反，如果你将它从寒冷的地方带到很暖和的地方，它的体积就会膨胀。原因当然很简单，就是因为泡里空气的热胀冷缩。我们假定在零下15℃的时候，这个肥皂泡的体积有1000立方厘米，那么，把它移到零上15℃的室内时，它的体积会增加110立方厘米，计算如下：

还有一点需要在此更正一下，人们通常认为肥皂泡的“寿命”很短，这一点其实并不完全正确。如果我们有条件给它额外的照顾的话，可以轻松将肥皂泡保存十几天。据说英国物理学家杜瓦（主要研究如何液化空气）曾在特制的瓶子保存肥皂泡，在排除尘埃，防止干燥和空气的振荡之后，他将这肥皂泡保存一个多月。而有些人则用玻璃罩把肥皂泡保存了好几年。