Seifenblasen bei der Sendung mit der Maus
jagger - 18. Jul, 14:12
Seifenblasen Theorie
Physikalische Grundlagen der Seifenblase
Oberflächenspannung
Das Bilden von Seifenblasen ist möglich, da die Oberfläche einer Flüssigkeit – in diesem Falle Wassers – eine gewisse Oberflächenspannung besitzt, die zu einem elastischen Verhalten der Oberfläche führt. Häufig wird angenommen, dass die Seife nötig ist um die Oberflächenspannung des Wassers zu vergrößern. Das Gegenteil ist jedoch der Fall: Die Oberflächenspannung des Seifenwassers ist nur etwa ein Drittel so groß wie die des Wassers. Seifenblasen mit reinem Wasser zu machen ist so schwierig, weil die Oberflächenspannung zu hoch ist, wodurch die Blase sofort zerplatzt. Zusätzlich verlangsamt die Seife die Verdunstung, so dass die Blasen länger halten.
Kugelform
Die Oberflächenspannung ist ebenfalls der Grund für die kugelförmige Gestalt der Seifenblasen. Durch Minimierung der Oberfläche zwingt sie die Blase in diese Form, da von allen möglichen Formen zu einem gegebenen Volumen die Kugel die kleinste Oberfläche aufweist. Ohne äußere Kräfte (insbesondere Schwerkraft in Kombination mit Luftreibung) würden alle Blasen ideale Kugelform besitzen. Aufgrund des geringen Eigengewichts von Seifenblasen, kommen sie diesem Ideal auch in der Realität sehr nahe – im Unterschied zu Regentropfen, die beim Fall eine signifikante Abplattung erfahren.
Mehrere verbundene Seifenblasen
Wenn zwei Seifenblasen aufeinander treffen, wirken die selben Prinzipien weiterhin und die Blasen nehmen die Form mit der kleinsten Oberfläche an. Ihre gemeinsame Wand wölbt sich in die größere Blase hinein, da eine kleinere Seifenblase einen höheren Innendruck besitzt. Wenn beide Seifenblasen gleichgroß sind, entsteht keine Wölbung und die Trennwand ist flach.
Beim Zusammentreffen mehrerer Seifenblasen sind alle Winkel gleichgroß. Verbinden sich zum Beispiel drei Blasen hat jede einen Winkel von 120 ° bezüglich der anderen Seifenblasen. Hierbei ist die Oberfläche gleichfalls minimal, was auch der Grund dafür ist, dass Bienenwaben den selben Winkel verwenden, somit Sechsecke werden.
Interferenz und Reflexion
Die schillernden Farben entstehen durch Interferenz von Lichtwellen. Da die Wand einer Seifenblase eine gewisse Dicke hat, wird einfallendes Licht zweimal reflektiert - einmal an jeder Seite der Wand. Lichtstrahlen, die an der Innenseite der Wand reflektiert werden, legen einen leicht längeren Weg zurück, so dass die Lichtstrahlen nicht mehr synchron miteinander sind. Dies führt zu Interferenz, das heißt zu einer Auslöschung bestimmter Wellenlängen. Verschiedene Wandstärken bewirken verschiedene Farbschattierungen, wodurch eine Farbänderung beobachtet werden kann während die Seifenblase durch Verdunstung ausdünnt. Ist die Wand der Seifenblase dicker, werden mehr rote Lichtwellen ausgelöscht, wodurch eine blau-grüne Färbung verursacht wird. Mit abnehmender Dicke werden mehr gelbe Lichtwellen ausgelöscht (dies erzeugt eine bläuliche Farbe), dann grüne Lichtwellen (erzeugt Magenta), dann blaue Lichtwellen (erzeugt Gelb). Letztlich, wenn die Dicke der Wand kleiner ist als die Hälfte der kleinsten Wellenlänge sichtbaren Lichts, löschen sich keine sichtbaren Lichtwellen gegenseitig aus und es können keine Komplementärfarben mehr beobachtet werden. In diesem Zustand ist die Seifenblasenwand dünner als zwei Zehntausendstel eines Millimeters – und wird wahrscheinlich im nächsten Moment zerplatzen.
Hätte eine Seifenblase überall die gleiche Wandstärke, so wäre sie einfarbig. Da die Flüssigkeit jedoch durch Gravitation nach unten gezogen wird und dadurch ständig in Bewegung ist, kann man meist bewegte Farbbänder beobachten.
Das Bilden von Seifenblasen ist möglich, da die Oberfläche einer Flüssigkeit – in diesem Falle Wassers – eine gewisse Oberflächenspannung besitzt, die zu einem elastischen Verhalten der Oberfläche führt. Häufig wird angenommen, dass die Seife nötig ist um die Oberflächenspannung des Wassers zu vergrößern. Das Gegenteil ist jedoch der Fall: Die Oberflächenspannung des Seifenwassers ist nur etwa ein Drittel so groß wie die des Wassers. Seifenblasen mit reinem Wasser zu machen ist so schwierig, weil die Oberflächenspannung zu hoch ist, wodurch die Blase sofort zerplatzt. Zusätzlich verlangsamt die Seife die Verdunstung, so dass die Blasen länger halten.
Kugelform
Die Oberflächenspannung ist ebenfalls der Grund für die kugelförmige Gestalt der Seifenblasen. Durch Minimierung der Oberfläche zwingt sie die Blase in diese Form, da von allen möglichen Formen zu einem gegebenen Volumen die Kugel die kleinste Oberfläche aufweist. Ohne äußere Kräfte (insbesondere Schwerkraft in Kombination mit Luftreibung) würden alle Blasen ideale Kugelform besitzen. Aufgrund des geringen Eigengewichts von Seifenblasen, kommen sie diesem Ideal auch in der Realität sehr nahe – im Unterschied zu Regentropfen, die beim Fall eine signifikante Abplattung erfahren.
Mehrere verbundene Seifenblasen
Wenn zwei Seifenblasen aufeinander treffen, wirken die selben Prinzipien weiterhin und die Blasen nehmen die Form mit der kleinsten Oberfläche an. Ihre gemeinsame Wand wölbt sich in die größere Blase hinein, da eine kleinere Seifenblase einen höheren Innendruck besitzt. Wenn beide Seifenblasen gleichgroß sind, entsteht keine Wölbung und die Trennwand ist flach.
Beim Zusammentreffen mehrerer Seifenblasen sind alle Winkel gleichgroß. Verbinden sich zum Beispiel drei Blasen hat jede einen Winkel von 120 ° bezüglich der anderen Seifenblasen. Hierbei ist die Oberfläche gleichfalls minimal, was auch der Grund dafür ist, dass Bienenwaben den selben Winkel verwenden, somit Sechsecke werden.
Interferenz und Reflexion
Die schillernden Farben entstehen durch Interferenz von Lichtwellen. Da die Wand einer Seifenblase eine gewisse Dicke hat, wird einfallendes Licht zweimal reflektiert - einmal an jeder Seite der Wand. Lichtstrahlen, die an der Innenseite der Wand reflektiert werden, legen einen leicht längeren Weg zurück, so dass die Lichtstrahlen nicht mehr synchron miteinander sind. Dies führt zu Interferenz, das heißt zu einer Auslöschung bestimmter Wellenlängen. Verschiedene Wandstärken bewirken verschiedene Farbschattierungen, wodurch eine Farbänderung beobachtet werden kann während die Seifenblase durch Verdunstung ausdünnt. Ist die Wand der Seifenblase dicker, werden mehr rote Lichtwellen ausgelöscht, wodurch eine blau-grüne Färbung verursacht wird. Mit abnehmender Dicke werden mehr gelbe Lichtwellen ausgelöscht (dies erzeugt eine bläuliche Farbe), dann grüne Lichtwellen (erzeugt Magenta), dann blaue Lichtwellen (erzeugt Gelb). Letztlich, wenn die Dicke der Wand kleiner ist als die Hälfte der kleinsten Wellenlänge sichtbaren Lichts, löschen sich keine sichtbaren Lichtwellen gegenseitig aus und es können keine Komplementärfarben mehr beobachtet werden. In diesem Zustand ist die Seifenblasenwand dünner als zwei Zehntausendstel eines Millimeters – und wird wahrscheinlich im nächsten Moment zerplatzen.
Hätte eine Seifenblase überall die gleiche Wandstärke, so wäre sie einfarbig. Da die Flüssigkeit jedoch durch Gravitation nach unten gezogen wird und dadurch ständig in Bewegung ist, kann man meist bewegte Farbbänder beobachten.
jagger - 18. Jul, 01:22
Aufbau der Seifenblase
Seifenblasen bestehen aus einem dünnen (dipolarem) Wasserfilm, an dem sich innen und außen Seifenmoleküle (RCOO-) anlagern mit einer dem Wasser zugewandten polaren, hydrophilen COO- Gruppe und einem dem Wasser abgewandten unpolaren, hydrophoben Rest. Der Aufbau ähnelt denen von Biomembranen, jedoch befindet sich bei Seifenblasen das Wasser innerhalb der Membran, nicht außerhalb.
jagger - 18. Jul, 01:20
Seifenblase - Seifenblasen
Nun hier für die Schlaumeier:
Eine Seifenblase ist ein dünner Film Seifenwasser, der eine hohle Kugel mit schillernder Oberfläche formt. Seifenblasen halten gewöhnlich nur für wenige Momente und zerplatzen dann entweder von allein oder bei der Berührung mit einem anderen Objekt. Wegen ihrer Vergänglichkeit wurden sie außerdem zu einem Synonym für etwas, das zwar anziehend aber dennoch inhaltslos ist.
Gewöhnlich werden Seifenblasen von Kindern als Spielzeug benutzt, aber ihre Verwendung in künstlerischen Auftritten zeigt, wie faszinierend sie auch für Erwachsene sein können.
Weiterhin helfen Seifenblasen beim Lösen komplexer räumlicher Probleme in der Mathematik, da sie jederzeit die kleinste Oberfläche zwischen Punkten und Kanten bilden.
der ganze Seifenblasentheorieteil ist natürlich von
http://www.wikipedia.de
da könnt ihr alles finden was euch interessiert ... dann müsst ihr nicht immer bei Oma und Opa die schweren Brechhaus oder wie die Dinger heissen, also die schweren Bücher ausm Regal wuchten....
moderne Eltern haben so was ja nicht mehr....
Eine Seifenblase ist ein dünner Film Seifenwasser, der eine hohle Kugel mit schillernder Oberfläche formt. Seifenblasen halten gewöhnlich nur für wenige Momente und zerplatzen dann entweder von allein oder bei der Berührung mit einem anderen Objekt. Wegen ihrer Vergänglichkeit wurden sie außerdem zu einem Synonym für etwas, das zwar anziehend aber dennoch inhaltslos ist.
Gewöhnlich werden Seifenblasen von Kindern als Spielzeug benutzt, aber ihre Verwendung in künstlerischen Auftritten zeigt, wie faszinierend sie auch für Erwachsene sein können.
Weiterhin helfen Seifenblasen beim Lösen komplexer räumlicher Probleme in der Mathematik, da sie jederzeit die kleinste Oberfläche zwischen Punkten und Kanten bilden.
der ganze Seifenblasentheorieteil ist natürlich von
http://www.wikipedia.de
da könnt ihr alles finden was euch interessiert ... dann müsst ihr nicht immer bei Oma und Opa die schweren Brechhaus oder wie die Dinger heissen, also die schweren Bücher ausm Regal wuchten....
moderne Eltern haben so was ja nicht mehr....
jagger - 18. Jul, 01:19
