Articles

„Prasknutí“ mýdlových bublin odhaluje fyzikální podstatu jejich prasknutí

Závěrečným aktem mýdlové bubliny je tiché „pfttt“

Přiložte ucho k bublině a možná uslyšíte vysoký zvuk při jejím prasknutí. Vědci nyní tento zvuk zaznamenali pomocí soustavy mikrofonů. Ty odhalují fyzikální podstatu tohoto zvuku.

Tým se o svá zjištění podělil 28. února v časopise Physical Review Letters.

an animated image of a bubble popping
Praskající mýdlová bublina při prasknutí vydává slabé prasknutí. Tento zvuk pochází ze změn tlaku, který film bubliny vyvíjí na vzduch uvnitř ní. Na tomto obrázku se film začíná nahoře štěpit a uvolňuje vlnu vyššího tlaku nahoře (oranžová a fialová) a nižšího tlaku (modrá) dole. Tlak se nakonec vrátí do normálu. Na konci bublina zmizí a zůstane jen tenký úponek mýdlového filmu.BUSSONNIÈRE/INSTITUT D’ALEMBERT, SORBONNE UNIVERSITÉ, CNRS

Mýdlový film bubliny tlačí na vzduch uvnitř ní. Když tato bublina praskne, začíná to přerušením neboli prasknutím mýdlového filmu. Jak se trhlina zvětšuje, mýdlový film se stahuje a smršťuje. Tato změna velikosti filmu mění sílu, která tlačí na vzduch uvnitř bubliny, říká Adrien Bussonnière. Je to francouzský fyzik. Pracuje na Université de Rennes 1.

S kolegy zaznamenal zvuky praskajících bublin. Ty ukázaly, že měnící se síly v prasklé bublině způsobují změny vnitřního tlaku vzduchu v bublině. Změnu tlaku zaznamenávají mikrofony.

Výzkumníci také zjistili, že jak mýdlový film ustupuje, molekuly mýdla se na sebe těsněji nabalují. V blízkosti okraje filmu se stávají hustšími. Tato zvýšená hustota nyní mění, jak moc se molekuly ve filmu vzájemně přitahují. Tomu se říká povrchové napětí. Změna povrchového napětí mění síly působící na vzduch, které se v čase mění – a ovlivňují zvuk.

Prasknutí bubliny je rychlé. Je to mžiková událost. Proto se vědci při jeho pozorování obvykle obracejí na vysokorychlostní video.

V této nové studii se tým nezaměřil pouze na sledování aktu mizení. Také mu naslouchali. Tito vědci chtěli pochopit vlastnosti zvuku při prasknutí bubliny. Tato oblast fyziky se nazývá akustika.

Jejich nahrávky ukazují, jak může akustika odhalit měnící se síly, které vytvářejí určité zvuky. Ty mohou zahrnovat vše od prasknutí bubliny přes dunění z nitra sopky až po bzučení včely, říká Bussonnière. „Obrázky,“ zdůrazňuje, „nemohou vyprávět celý příběh.“