การเป่าฟองไม่ได้สำหรับเด็กเท่านั้น พฤติกรรมที่แปลกประหลาดของทรงกลมแปลก ๆ เหล่านี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจฟิสิกส์ของของเหลวซึ่งควบคุมทุกอย่างจากฟองสบู่ในเครื่องดื่มอัดลมไปจนถึงการระบายก๊าซจากรอยแยกในมหาสมุทรลึก
ด้วยการใช้วิดีโอความเร็วสูงนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยชิคาโกถ่ายทำอากาศถูกสูบผ่านหัวฉีดจมอยู่ใต้น้ำน้ำ- ภาพที่ถ่ายที่ 130,000 เฟรมต่อวินาทีเผยให้เห็นฟองอากาศที่หลุดพ้นจากหัวฉีดในกระตุกที่คมชัดแทนที่จะค่อยๆบีบออกอย่างค่อยเป็นค่อยไป และรูปร่างของจุดบีบได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของหัวฉีดเพียงเล็กน้อย [วิดีโอ]
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าควรคำนึงถึงฟองสบู่นี้สำหรับกระบวนการใด ๆ ที่ต้องอาศัยฟองสบู่
ตัก
จนกระทั่งปี 2003 นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าของเหลวทั้งหมดรวมถึงอากาศแตกออกในลักษณะเดียวกันไม่ว่าของเหลวจะออกจากหัวฉีดขนาดเล็กหรือใหญ่หรือแม้กระทั่งออกเร็วแค่ไหน มันคิดว่าเช่นน้ำหยดจากก๊อกน้ำหยดและฟองสบู่จะก่อตัวเป็นรูปทรงกลมก่อนที่จะบีบออกเหมือนหยดน้ำตาคว่ำและตกลงไปในอ่างล้างจาน
เช่นเดียวกับบอลลูนที่เป่าลมฟองอากาศประกอบด้วยผิวหนังที่ยืดออกเป็นทรงกลมที่ล้อมรอบกระเป๋าอากาศ ด้วยการใช้รูปร่างเป็นวงกลมฟองอากาศจะล้อมรอบปริมาณอากาศสูงสุดในปริมาณขั้นต่ำ - บางสิ่งบางอย่างที่ผู้อยู่อาศัยในเมืองหลายคนสามารถเข้าใจได้เมื่อพยายามยัดเข้าไปในสตูดิโอเล็ก ๆ แรงผลักดันรูปร่างที่ราบรื่นนี้:ความตึงผิวคุณสมบัติที่ทำให้พื้นผิวของของเหลวทำหน้าที่เป็นผิวหนังที่ยืดหยุ่น ในกรณีนี้กระเป๋าของอากาศจะถูกปิดผนึกภายในผิวหนังที่ยืดออก
“ แรงตึงผิวเป็นสิ่งที่ดีเป็นพิเศษในการปัดเศษสิ่งต่าง ๆ ” นาธานเคมนักวิจัยร่วมบอกเล่าLiveScience-
ห้องครัว
ในการทดลองครั้งแรกนักวิทยาศาสตร์ใช้ปั๊มอย่างช้าๆเพื่อดันอากาศผ่านหัวฉีดทรงกระบอกที่สมบูรณ์แบบที่จมอยู่ใต้น้ำน้ำ- ตามที่คาดไว้ฟองแต่ละตัวจะกลายเป็นทรงกลมก่อนที่จะโผล่ออกมาจากหัวฉีด
ถัดไปพวกเขาเพิ่มความเร็วของอากาศสตรีมและฟองสบู่ก็แปลกประหลาด คล้ายกับริบบิ้นที่ออกฟองฉีกหัวฉีดในกระตุกที่คมชัด
“ มันเกือบจะเหมือนพลาสติกหรือกระดาษบางสิ่งที่คุณสามารถฉีกขาดได้เมื่อคุณดึงมันออกจากกันมันจะไม่ถ่ายรูปทั้งหมดในครั้งเดียวมันจะฉีกข้ามความกว้างของมัน” Keim กล่าว นอกจากนี้ฟองสบู่ก็มีรูปร่างของทรงกลมที่ไม่สมดุล
ฟองสบู่
นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าการเปลี่ยนแปลงรูปร่างเกิดขึ้นเมื่อความผิดปกติเล็ก ๆ ในหัวฉีดประทับบนฟองอากาศออก ในการทดลองครั้งแรก "นั่นไม่ใช่ปัญหาเลยเพราะฟองสบู่สามารถยืดตัวเองออกได้ปัญหานี้คือมันไม่ได้ทำให้ตัวเองไม่ตรง" เวนดี้จางนักวิจัยร่วมนักวิจัยนักฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยชิคาโกกล่าว แม้แต่การเอียงของหัวฉีดขนาดเล็กเพียงสิบองศาก็ส่งผลต่อรูปร่างของฟองสบู่ “ เราไม่รู้ว่าฟองอากาศมีความไวต่อการเอียงเล็กน้อย” Keim กล่าว หากคุณแขวนภาพหนึ่งในสิบของการศึกษาระดับหนึ่งจะเป็นงานที่ยอดเยี่ยมเขากล่าวเสริม
การเป่าฟองอากาศในขณะที่ใต้น้ำเป็นตัวอย่างที่“ สมบูรณ์แบบ” ของเอฟเฟกต์หัวฉีดที่ไม่สมบูรณ์นี้ “ ปากของคุณไม่ใช่ทรงกระบอกและไม่ใช่ระดับแน่นอน” เขากล่าว การคิดว่ารูปร่างฟองเหล่านี้จะเป็นฝันร้ายสำหรับนักฟิสิกส์ Keim กล่าวเสริม
การทดลองบนโต๊ะนี้สามารถนำไปสู่วิธีการในการปรุงรูปดาวและฟองสบู่แปลกใหม่อื่น ๆ ได้หรือไม่? นั่นเป็นหนึ่งในคำถามที่นักวิทยาศาสตร์ถาม แต่ก่อนที่จะถูกพาตัวไปพวกเขาจะมองไปที่ฟองที่ผิดปกติเพื่อให้เข้าใจกลไกที่ขับเคลื่อนได้ดีขึ้น
- ดูวิดีโอฟอง
- ความลึกลับใหม่ของน้ำ
- Champagne Bubble Mystery แก้ไขแล้ว
- ตำนานที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในวิทยาศาสตร์
