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Il ‘pop’ delle bolle di sapone rivela la fisica degli scoppi

L’atto finale di una bolla di sapone è un tranquillo “pfttt.”

Metti l’orecchio vicino a una bolla e potresti sentire un suono acuto quando scoppia. Gli scienziati hanno ora registrato quel suono con una serie di microfoni. Questi rivelano la fisica sottostante a quel suono.

Il team ha condiviso i suoi risultati il 28 febbraio in Physical Review Letters.

an animated image of a bubble popping
Una bolla di sapone che scoppia fa un leggero pop. Quel suono deriva dai cambiamenti di pressione che la pellicola della bolla mette sull’aria al suo interno. In questo grafico, la pellicola comincia a dividersi in alto, rilasciando un’onda di pressione più alta sopra (arancione e viola) e più bassa (blu) sotto. Alla fine la pressione ritorna normale. Alla fine, la bolla non c’è più e rimane solo un sottile viticcio di pellicola di sapone.BUSSONNIÈRE/INSTITUT D’ALEMBERT, SORBONNE UNIVERSITÉ, CNRS

La pellicola di sapone di una bolla spinge l’aria al suo interno. Quando la bolla scoppia, inizia con una rottura, o frattura, della pellicola saponosa. Mentre la rottura si allarga, la pellicola di sapone si ritrae e si restringe. Questo spostamento nella dimensione del film cambia la forza che spinge l’aria all’interno della bolla, dice Adrien Bussonnière. È un fisico in Francia. Lavora all’Université de Rennes 1.

Lui e i suoi colleghi hanno registrato i suoni delle bolle che scoppiano. Questi hanno mostrato che le forze che cambiano nella bolla rotta causano cambiamenti nella pressione dell’aria interna della bolla. Il cambiamento di pressione è ciò che i microfoni registrano.

I ricercatori hanno anche scoperto che quando la pellicola di sapone si ritira, le molecole di sapone si raggruppano più strettamente. Diventano più dense vicino al bordo della pellicola. Questa maggiore densità ora cambia quanto le molecole del film sono attratte l’una dall’altra. Questo si chiama tensione superficiale. Il cambiamento della tensione superficiale cambia le forze sull’aria, che cambiano nel tempo – e influenzano il suono.

Lo scoppio della bolla è veloce. È un evento che non si vede e non si vede. Quindi, per vederlo, gli scienziati in genere si rivolgono a video ad alta velocità.

In questo nuovo studio, il team non si è concentrato solo sul guardare l’atto di sparizione. L’hanno anche ascoltato. Questi ricercatori volevano capire le proprietà del suono mentre la bolla scoppiava. Questa area della fisica è conosciuta come acustica.

Le loro registrazioni dimostrano come l’acustica può rivelare le forze mutevoli che producono certi suoni. Questi potrebbero includere tutto, dallo scoppio di una bolla al rombo dall’interno di un vulcano al ronzio di un’ape, dice Bussonnière. “Le immagini”, sottolinea, “non possono raccontare tutta la storia”.