حباب
اهداف
دانش آموزان:
با ساختن حباب هایی با مفهوم کششش سطحی آشنا می شوند.
در مورد بازتاب نور و تداخل امواج نوری مطالبی را می آموزند.
وسایل لازم
- تعدادی فنجان و قاشق
- مایع ظرف شوئی
- گلیسیرین ( قابل تهیه از داروخانه ها )
- آب
- رخت آویز سیمی
- یک لگن حمام کم عمق یا یک ظرف به عمق 45 سانتی متر مثل قابلمه یا ظرف پیتزا
- نخ به میزان دلخواه
طرح درس
در ابتدا می توانید مفهوم کشش سطحی بین مولکول ها را توضیح دهید، سپس با انجام آزمایش زیر درک این موضوع را برای دانش آموزان آسان تر خواهید نمود. به صورت زیر روش کار را برای آن ها توضیح دهید:
روش کار:
مایع صابون را با مخلوط کردن دوسوم فنجان یا 160 میلی لیتر مایع ظرفشوئی و یک قاشق (یا 15 میلی لیتر) گلیسیرین در 3/81 لیتر آب بسازید.
ما این نکته را فهمیده ایم که، اگر بگذارید این محلول یک روز یا حتی یک هفته بماند، حباب های با دوام تری درست می کند.
رخت آویز را طوری خم کنید که یک حلقه به شکل قلاب درست شود. با این وسیله حباب درست می کنیم. حباب ها زمانی دوامشان بیشتر می شود که حلقه ما بیشتر شکل دایره ای داشته باشد.
یک نخ را دور حلقه ای که درست کرده اید بپیچید، نخ حباب صابون را به سمت خودش جذب می کند که باعث می شود استفاده از حلقه قلاب شکل راحت تر شود.
ظرف کم عمق را از آب پر کنید. بعد مقداری محلول صابون یا مایع ظرف شوئی را در آن بریزید و حلقه را درداخل آن فرو ببرید. بعد حلقه را طوری کج کنید تا به حالت عمودی قرار بگیرد و آن را از ظرف آب خارج سازید.
باید یک قشر نازک روی حلقه ایجاد شده باشد. در داخل حلقه فوت کنید تا هوا باعث شود تا یک حباب غول پیکر به وجود آید. وقتی یک حباب بزرگ ایجاد کردید، انتهای حباب را با استفاده از نخ ببندید.
قبل از انجام آزمایش سوالات زیر را روی تخته بنویسید و از دانش آموزان بخواهید تا در حین آزمایش به آن ها فکر کنند و پاسخ دهند:
چه چیزی حباب ها را ایجاد می کند و باعث می شود آن ها از حلقه جدا شوند ؟
انتقال هوا چه نقشی در حرکت حباب ها ایفا می کند؟
به الگو ها و رنگ های روی حباب ها نگاه کنید.
حلقه را دوباره در محلول قرار دهید و بدون این که حبابی درست کنید آن را جلوی نور قرار دهید. چه چیزی مشاهده می کنید؟
چه اتفاقی رخ می دهد؟
بعد از شنیدن نظرات دانش آموزان می توانید علت پدیده های فوق را به صورت زیر توضیح دهید:
کشش قوی و دوجانبه مولکول های آب، کشش سطحی آب نامیده می شود. این کشش سطحی باعث می شود نتوانیم آب را بکشیم تا از آن حباب درست کنیم. صابون، کشش سطحی آب را کم می کند و درست کردن حباب را ممکن می سازد.
به دلیل این کشش سطحی، قشر نازک صابون مثل بادکنک تا حد امکان کش می آید.
قشر نازک صابون کوچک ترین سطح ممکن را برای حجمی که در بر گرفته است، ایجاد می کند. اگر حباب در هوای آرام تشکیل شود و با چیزی تماس نداشته باشد، به شکل کره در می آید. زیرا کره شکلی است که کمترین نسبت سطح به حجم را دارد. هوای ناآرام و باد شکل حباب را تغییر می دهند.
الگوهای رنگی جوراجور روی حباب، در اثر پدیده تداخل رخ می دهد. امواج نور از روی لایه درونی و بیرونی حباب بازتاب می کنند و به شکل سازنده یا مخرب با هم ترکیب می شوند. به این پدیده تداخل می گوییم که به ضخامت حباب و طول موج نور (همان رنگ نور) بستگی دارد.
برای مثال: اگر قشر صابون آنقدر کلفت باشد که طول موج های رنگ قرمز با هم تداخل مخرب کنند. قرمز از بین رنگ های نور حذف می شود و ما فقط نور آبی و سبز را روی حباب می بینیم.
مترجم: دنیا گرایلی
تنظیم: نسرین صادقی
