Мыльные пузыри - [24]

Это аналогично действию масла на воду, описанному на стр. 29. Красивый опыт подтвердил теорию «обогащения». Измерив поверхностное натяжение мыльного раствора в течение первой сотой доли секунды его существования, мы найдем, что поверхностное натяжение v него то же самое, что и у воды, так как «обогащение» поверхности не успело еще произойти. В этом опыте жидкость выходит из маленького эллиптического отверстия в тонкой пластинке, закрывающей конец трубки, соединенной с резервуаром, содержащим раствор. Когда жидкость выходит из такого отверстия, как показано на рис. 65, поперечный разрез через струю имеет эллиптическую форму, изображенную внизу. Под влиянием поверхностного натяжения эллипс стремится превратиться в круг, но в момент превращения сечения в круг раз начавшееся движение не может остановиться сразу, и жидкость продолжает движение, пока сечение струи не станет эллиптическим в другом направлении, как показано на рис. 65, b.

Рис. 65.

Этот процесс продолжается с определенной скоростью, зависящей от силы поверхностного натяжения, плотности жидкости и толщины струи. Скорость жидкости зависит в то же время от глубины отверстия под свободной поверхностью, и если условия хорошо подобраны, во время переноса жидкости от а до с эллипс успевает завершить свою полную эволюцию, и это повторяется несколько раз. Если поверхностное натяжение станет меньше, эволюция эта будет совершаться медленнее, и расстояние между узлами а — с — е — g будет больше. При одной и той же высоте уровня жидкости расстояние между узлами как для чистой воды, так и для мыльного раствора сначала то же самое; это показывает, что их поверхностные натяжения вначале одинаковы.

Если же берется спирт, обладающий собственным поверхностным натяжением с самого начала, промежутки между узлами становятся больше, так как поверхностное натяжение относительно уменьшено в большей степени, чем плотность. Происходит то самое поверхностное сгущение, о котором говорил Гиббс.

Следующий опыт также указывает на существование поверхностного сгущения. Выдуем пузырь на горизонтальном кольце с диаметром, немного лишь большим диаметра кольца, и поднесем к верхней части пузыря пробку, смоченную раствором аммиака. Пузырь сейчас же станет отходить от пробки и перебираться на другую сторону кольца, как будто ему неприятен запах аммиака. Если затем поднести пробку к нижней части пузыря, он станет перебираться наверх. Что же происходит здесь в действительности? Аммиак вступает в соединение с некоторыми из составных частей мыла, сгущающимися на поверхности, и таким образом увеличивает натяжение пленки по одну сторону кольца; поэтому эта часть пленки сокращается и гонит пленку на другую сторону, где она не подвергается действию аммиака. Часть пленки, подвергшаяся действию аммиака, становится, кроме того, толще, остальная же тоньше, что видно по цветам, которые в последнем случае бывают более красивы и пестры.

Возвращаясь теперь к мыльной пленке, мы видим, что, какова бы ни была ее форма, верхние части ее натянуты несколько больше, чем нижние, и в случае вертикальной пленки разность равна величине, необходимой для поддержания веса промежуточной пленки. Однако, существует предел, за которым процесс этот уже не будет совершаться, — другими словами, существует предел величины мыльного пузыря. Мне неизвестно, каков этот предел. Я выдувал шарообразные пузыри до шестидесяти восьми сантиметров в диаметре, а другие, без сомнения, выдували пузыри еще больших размеров. Я брал также тонкий шнур в 3 метра длиной, связывал его концы и смачивал петлю в мыльном растворе, не давая ей закручиваться. Держа по пальцу каждой руки в петле, я погружал ее в мыльный раствор, затем вынимал и растягивал, образуя таким способом мыльную пленку в полтора метра длиной. Когда я держал петлю вертикально, пленка не разрывалась, показывая, что полтора метра меньше предельной величины мыльного пузыря даже умеренной толщины. Для тонкого пузыря этот предел отодвигается значительно дальше.

Пузыри не из мыльной воды

Из всех известных материалов, пригодных для выдувания пузырей, наиболее совершенный — раствор мыла в мягкой воде или воде с глицерином. Этот раствор не только легче всего изготовить, но, кроме того, он отличается текучестью и прозрачностью. Однако, пузыри можно выдувать и из иных материалов. Наиболее известный из них — это расплавленная смола, к которой прибавляется небольшое количество (примерно одна десятая, или одна двенадцатая часть) пчелиного воска, гуттаперчи или льняного масла (последнего менее одной двенадцатой). Какова бы ни была смесь, она должна быть расплавлена, тщательно перемешана, и тогда из нее можно выдувать пузыри. Я выдувал из такого материала пузыри с помощью светильного газа. Они поднимались вверх и висели у потолка, но через день или около того они лопались, оставляя после себя в иных случаях больше грязи, чем это допустимо в жилом помещении. Плато, бравший смесь из пяти частей канифоли и одной части гуттаперчи, сплавленных при 150° Цельсия, получал более постоянные результаты. Он погружал в подобную смесь проволочные рамки, описанные на стр. 69–70, например, куб с ребром в пять сантиметров; полученные великолепные фигуры сохранялись в течение двух лет.