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动手做神奇的泡泡

科荧 2018-03-29 来源:汽笛声原创 组织:创新WOW 127 0 收藏 0

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作妖的天气眼看就要过去,花朵们早就耐不住寂寞,争相开放了。满树樱花,花瓣纷飞,惹得人们纷纷拿起相机记录下这一刻,但是,我们为你想到一个更加唯美且高大上的做法,赏樱花加吹泡泡,那拍出来的照片是不是更加梦幻加特别了呢?

那泡泡怎么制作呢?别担心,我们都帮你整理好啦!

一、材料准备

  • 肥皂液(也可以用洗洁精溶液替代)

  • 2根细绳

  • 1根饮料吸管

  • 剪刀

  • 平底锅或脸盆

  • 2个去顶去底的易拉罐或罐头盒

  • 2张黑色的作图纸

  • 1支铅笔

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二、活动步骤

1. 用剪刀将吸管切成两半。

2. 将较长的线穿过两段剪开的吸管,把线的两端连在一起形成一个环。把多余的部分剪去。移动穿在吸管里的线,让结隐藏到吸管内。

3. 在其中一根吸管中穿入较短的线,把线的两端打结。就做成了把手。这样,泡沫框架就做成了!

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4. 在平底锅或脸盆中倒入至少2cm 深的肥皂液。

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5. 泡沫框架形状为长方形,持把手抓住框架,把整个框架浸入到肥皂液中。

6. 把框架提起,直到框架底部稍微高出肥皂液,两根吸管都与桌面平行。吸管之间应该有个长方形的肥皂膜。如果没有,可再次浸入并提起框架。



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7. 把肥皂膜放到一张黑纸或者其他的黑色物体前,仔细观察薄膜的表面。轻轻吹薄膜,看看会发生什么现象。

8. 用肥皂液润湿你的手指,轻轻地用手指去捅肥皂膜,会发生什么现象?你能在薄膜中移动你的手指吗?现在,用水润湿你的手指,再伸入薄膜中,会发生什么?如果用干的手指小心地去捅肥皂膜,会发生什么现象?

9. 在框架上制作一张新膜。将去顶去底的罐子在肥皂液中滚动,抓住薄膜罐的一端把它从溶液中移出来。如果在罐的开口处有膜形成,把它们弄破。把罐子的一端轻轻触碰框架内的肥皂膜,如果膜破了,重新做一次。

10. 当你成功地将一个罐子穿过肥皂膜,并让其在肥皂膜中保持不动。让你的同伴从罐子中间穿过一件物品(比如一支笔),从薄膜的一端到另一端。你能在肥皂膜中移动罐子吗?

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11. 尝试把干燥的罐子穿过肥皂膜。

三、活动原理

肥皂膜的分子结构就像“三明治”一样,在2 个肥皂分子之间存在着一层水。肥皂分子的亲水端向内对着水层,肥皂分子的疏水端则向着膜外,与空气接触,如图1所示。

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图1 在两层肥皂分子之间存在水,正如同一个细胞膜的两层之间存在水一样


泡泡膜表面张力是由于水的表面有把自己面积缩到最小的趋势造成的,水通过氢键尽量减少其表面积。当用一根手指、膜盒或者其他被泡沫溶液湿润过的物体,插入肥皂膜时,这层膜与一个类似的溶液保持着联系,继续减少其表面积,而并不破碎;同样,一个用水涂过的目标,水减少泡泡表面积的趋势使得膜在入口处伸展而不破碎;而一个干燥的物体将会使这层膜破裂。

在很多方面细胞膜与肥皂膜有很多相似之处。首先,它们都是由亲水端和疏水端分子组成的双层结构(比较图1 和图2)。其次,两者都允许物质在其内沿其一侧移动,在肥皂膜内移动膜罐就类似是蛋白质在细胞膜内移动的方式。第三,质膜和肥皂膜都是灵活的,非刚性结构。

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图2 一个实际的细胞膜,在许多方面类似于肥皂膜


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四、活动延伸

把你的手指用不同类型的液体浸湿(例如植物油或外用酒精),看看是否可以穿过肥皂膜,而不弄破它。用不同的液体尝试几次。看看那些能完成的液体, 它们的共同点是什么呢?把你的手指再次在肥皂液中浸湿并放到肥皂膜中,当你把手指拉出来的时候发生了什么呢?这意味着细胞膜有什么特性呢?

本活动内容来源于《未成年人科普活动精选80例》(《中国科技教育》杂志社出版)中《神奇的肥皂膜》

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