בועות סבון עשויים משכבה של מי סבון.הם עשויים מגוף חלול ושכבה דקה של מי סבון.
כאשר באים להפריח את הבועות סבון הם בדרך כלל מתפוצצות מהר לפני שהם מתפוצצות ומתפוגגות להם באוויר,בין אם בעצמן ובין אם הם נוגעים בחפצים אחרים,דבר הגורם להם להתפוצץ ולהיעלם.משחק בבועות סבון הוא אחד המשחקים האהובים ביותר על ילדים.הילדים מרבים לשחק בבועות הסבון אך גם אנשים מבוגרים נהנים לבהות בבועות הסבון ולעקוב אחריהם עד שהם מתפוגגות להם באוויר.בדיקות של מדענים הראו כי הנאתם של מבוגרים היא תואמת לשל הילדים בעת שהם מפריחים ומביטים בבועות.יש בזה דבר מופלא וקסום המזכיר אגדות של ילדים.
כאשר מביטים היטב בבועות הסבון אפשר להגיע להשכלות עמוקות בנושא של בעיות מתמטיות קשות ובנושא של שטח החלל.כול זאת מכיוון ששטח הפנים שלהם הוא תמיד נמוך עבור הנפח הכלוא בתוכן.על ידי הפרחת בועות הסבון אפשר ללמוד תכונות פיסיקליות שונות.איך בעצם הבועות מחזיקות את עצמם בצורה עיגולית באוויר זמן רב?מה קשורות בועות הסבון לתכונות הפיסיקליות?איך יכולות בועות הסבון להתקיים?כול זאת ועוד נענה כאן בהמשך ב"ה.
בועות הסבון יכולות להתקיים מכיוון שלשכבת הפנים של הנוזל,בדרך כלל המים כאשר מדובר בבועות הסבון,יש מתח פנים מסוים.שטח הפנים של בועת הסבון גורם לבועות הסבון להתנהג כיריעה אלסטית.
בשביל להבין כול זאת היטב צריך להבין כי בועת הסבון מורכבת מנוזל בלבד והיא איננה יציבה ולכן בועת הסבון זקוקה לחומר הסבון כדי להתקיים.ללא חומר הסבון הבועה לא הייתה מחזיקה מעמד אף רגע ומתפוצצת במהירות רבה.קיימת טעות נפוצה כי הסבון מעלה את מתח הפנים שבמים ,אך דבר זה הוא כלל וכלל אינו נכון .
כול זאת מכיוון שהסבון מוריד את מתח הפנים של המים.כאשר ממיסים את המים עם הסבון יש בערך שליש ממתח הפנים של המים ללא הסבון. הסבון עצמו אינו מחזק את הבועות הפורחות אלא הוא מייצב אותן.כאשר הסבון נמתח הריכוז הפנימי שלו הולך ופוחת,דבר זה גורם למתח הפנים לעלות.
מה שעושה בעצם הסבון הוא לחזק את החלקים החלשים ביותר של הבועה ומונע מהם מלהימתח יותר ויותר.
הסבון בשילוב של המים גורם לאידוי ועל ידי כך מאפשר לבועה לשרוד יותר זמן באוויר.בועת הסבון צורתה היא כדורית והיא נגרמת ממתח הפנים שלש הבועה.מתח הפנים של הבועה גורם לבועה להראות בצורה כדורית,שכם לכדורים יש את שטח הפנים הקטן ביותר עבור הנפח הנתון.אם נתבונן היטב בצורת הכדור נוכל לראות כי היא מושפעת ביותר מהאוויר,כול זאת בהנחה שהבועה מרחפת כשלעצמה במקום חסר רוח,היא תשמור על צורה קרובה מאוד לכדור,בעיקר בשל משקלה הנמוך.
ללא האוויר הבועה עצמה לא הייתה יכולה להחזיק רגע אחד והייתה מתאדה מייד.מרכיבי האוויר הם העוזרים להתחיל לעמוד באוויר במקום אחד ולהגיע אל מקום אחר.מדענים אשר ערכו ניסויים בבועות הסבון גילו כי בועת הסבון המופרחת באוויר בטמפרטורה הנמוכה מ14 מעלות צלזיוס תקפא לפני הגעתה אל הקרקע.כאשר הבועה תגיע אל הקרקע האוויר שבתוך הבועה יצא החוצה לאיטו עד שהבועה תקרוס תחת משקלה.
אם נפריח בועת סבון אל האוויר בטמפרטורה של פחות מ 24 מעלות צלזיוס עוד בעודה באוויר הבועה תקפא בן רגע באוויר מחמת המזג האוויר.הבועה עלולה להתנפץ כאשר היא תפגע בקרקע.בעת שטמפרטורה זו מופרחת באוויר היא מלאה באוויר חם.כאשר נפריח את הבועה באוויר בתחילה היא תפרח ובעודה באוויר היא תקפא ככדור כמעט מושלם,אך כאשר האוויר מתחיל להתקרר יקטן הנפח של הבועה והיא תתחיל להתקטן לאט ,לאט וחלקים ממנה יתחילו לקרוס מטה.
בועה המופרחת אל האוויר בטמפרטורה נמוכה תמיד תהיה קטנה יחסית בגודלה.הבועה תקפא מהר,וכול ניסיון להמשיך ולנפח את הבועה יוביל להתפוגגותה באוויר בן רגע.
מדענים באנגלייה ניסו להפריח שתי בועות יחדיו ולמדו מתוך כך עיקרון פיסיקלי מדהים:כאשר שתי הבועות מתאחדות באוויר פועל אותו עיקרון פיסיקלי והבועות יתפסו את הצורה בעלת שטח הפנים הקטן ביותר.השיתוף בין שתי הבועות יגרום למשטח המשותף ביניהם להשתנות כדי להתאים לצורת הכדור של הבועה הגדולה מבין השניים,והבועה הקטנה תהפוך למעין בליטה.כול זאת מכיוון ישנם בועות גדולות יותר יש יותר לחץ פנימי גבוה יותר.
כאשר הגודל של שני הבועות הוא שווה יהיה המשטח בין שניהם מישורי.במקרה שיש שלוש בועות דבר זה גורם לבועות להסתדר בזווית של 120 מעלות אחת מהשנייה.אפשרות זו היא בעצם הבחירה הטובה והייחודית ביותר ובסיבה זו גם נוכל להבין את חוכמתם של הדבורים כאשר הם משתמשות בזווית 120 מעלות ובכך הם יוצרות משושים משוכללים בכוורותיהן.כול הבועות שדנו בהם עשויות להיפגש והזווית בין כול הקווים שבהם נפגשות שלוש בועות היא זווית של 109 מעלות.דבר זה הוא הבנה פלאית ליופי של הבריאה .
כאשר הילדים מפריחים את הבועות אל האוויר ומתבוננים בהם ומסתכלים מה קורא איתם?המון גורמים פיסיקליים קורים באותו רגע שהבלון עולה אל האוויר.צבעי הבלון משתנים בגלל התאבכות של גלי האור.כאשר הבועה עולה אל האוויר,האור פוגע בקצה של הבועה וגורם לה להישבר.
הבועה מוחזרת מהדופן החיצונית וחלקה נשבר דרכה ומוחזר רק בהגיעה אל הדופן הפנימית.כאשר האור פוגע בבועה אלומה של אור מוחזרת מהבועה הנקבעת ,אם כן על סמך התאבכות שני המרכיבים.דבר זה גורם הפרש של פאזה אשר נוצרת בכול מסע בין משטח חיצוני ומשטח פנימי.
המשטח הפנימי של הבועה הוא מתייחס באופן שווה וישר לעובי של הבועה וביחס הפוך לאורך של הגל.העובי של הבועה מאפשר להתאבכות,ההתאבכות גורמת לבנות עבור אורכי גל קיימים ומסוימים והורסת עבור אחרים.כאשר לוקחים את הבועה ומקרינים אותה על קרן אור לבנה (כלומר כאשר האור מכיל את כול אורכי הגל הנראים),יבלטו מספר צבעים שמהבועה יוחזרו ממנה בעוד שאחרים ייעלמו ממנה תכף ומיד.אפשר לראות בברור כי כאשר הבועה מתכוונת כתוצאה של מזג האוויר את השנויים של הצבע שלש הבועה.גלי האור הארוכים אינם יכולים להיראות כאשר עובי של הבועה הוא גדול.צבעה של הבועה נהיה ירוק וכחול והצבע האדמדם מתאדה בתחילה.
העובי של הבועה הוא גורם משפיע ביותר על צבעה של הבועה.כאשר הבועה מתכווצת והמרחק בין שני הדפנות של הבועה מתקטן נגרם הצבע הצהוב(והצבע הכחול נותר בעינו יחסית אל שאר הצבעים).לאחר מכן הצבע הירוק נעלם לו כליל וגורם לבועה להראות אדמדמה יחסית ממה שהייתה בתחילה.לאחר מכן הצבע הכחול משאיר את הבועה צהובה.
לבסוף הבועה הדקה מאורך הגל הנראה יבטלו כל הגלים זה את זה ולא תראה שום השתקפות.בשלב זה עובי הבועה יהיה הרבה יותר קטן מהעובי הרגיל של הבועה. קרן האור פוגעת בזווית הבועה וגורת להתאבכות של הבועה.גם במידה והעובי של הבועה יהיה אחיד (למרות שדבר זה אינו יכול להיות מכיוון שכוח המשיכה מושך את הנוזל כלפי מטה)ישתנו הצבעים של הבועה בגלל תנועתה,זרמי האוויר,טמפרטורת החדר,עובי הבועה ומקורות האור. כאמור בועת הסבון מלמדת אותנו תכונות מתמטיות ופיסיות רבות.
ההתגלמות הפיסית של בעיית מינימום שטח פנים,זוהי בעיה גדולה בחשבון אז איך אנו פותרים בעיה זו?למרות שעוד מאז המאה ה 19 היה ידוע כי שבועה היא הדרך לעטוף נפח נתון בשטח הפנים הקטן יותר,רק בשנים האחרונות ביותר גילו המדענים כי שתי בועות מאוחדות הן הדרך לעטוף שנשי נפחים בשטח פנים הקטן יותר. שאיפתה הטבעית של בועת הסבון היא להקטין את שטח הפנים שלהן,ולכן צורתה הטבעית של הבועה היא כדורית.
הצורה הכדורית של הבועה גורמת לשטח הפנים המינימום עבור הנפח הנתון.כאשר ישנם מספר בועות המחוברות יחדיו לדוגמא כאשר ישנו קצף יש להן צורות יותר מורכבות ויותר בעלות שלל מרהיב של צבעים ולכן צורותיהן מורכבות הרבה יותר.
איך בעצם מכינים את בועות הסבון?את בועות הסבון מכינים באמצעות קניית נוזל בועות מסחרי(המשווק כצעצוע)או על ידי ערבוב הבועות סבון במדיח הכלים במים.כיום ישנן מספר שיטות בכדי לשפר את נוסחאות נוזל הבועות הביתי בכדי להפוך אותו ליעיל יותר.בכדי ליעל את בועות הסבון יש להוסיף חומר שמוריד את מתח הפנים,כגון סבון נוזלי או שמפו לתינוקות.
כאשר עושים שיטה זו היא פועלת היטב כאשר הסבון טהור ללא מבשמים או תוספים אחרים.לעתים קרובות כאשר לוקחים סבונים יותר יקרים הם עוזרים יותר מהסבונים הזולים,כול זאת ללא מבשמים או תוספים אחרים.אם נרצה לשפר את בועת הסבון מומלץ להוסיף חומר שיגרום למים להתעבות.החומר השימושי ביותר הוא הגליצרין הנמכר בבתי המרקחת ,כיוון שבנוסף לעיבוי הוא גם יהפוך את הבועה לצבעונית יותר.
בשביל תחליף יותר טוב יש להשתמש בסוכר אך מומלץ להמיס אותו קודם כול במים חמים.במידה והתמיסה תהיה סמיכה מידיי יקשה להכין את הבועות ולכן חשוב לא להוסיף יותר מידי כמות של חומר.עדיף להוסיף מים מזוקקים על מי הברז מכיוון שבמים המזוקקים אין סידן וידוע שהסידן מנטרל לסבון.כאשר משאירים את מיכל הסבון פתוח במשך כול אורך הלילה היא הופכת את התמיסה לסמיכה יותר,אך אפ התמיסה תהיה יותר מידי סמיכה דבר זה יגרום שיהיה יותר קשה להכין בועות.
יש להימנע מהשארת בועות או קצף על פני שטח הנוזל או על ידי המתנה.יותר קל לנפח בועות כאשר מזג האוויר הוא לח וקר מאשר כאשר מזג האוויר הוא חם ויבש.כלומר השעה המיטבית לנפחן תהיה מיד לאחר הגשם.הפרחת בועות סבון היא הנאתם של הורים וילדים כאחד.