為什么吹不出方形的肥皂泡？

有著圓圓腦袋的小燈泡，心里卻想著要找一個(gè)三角形的燈泡女友。這世界上有諸多形狀呀，可為什么燈泡大多都是圓形的呢？？

小燈泡回憶自己來(lái)到世間的過(guò)程，原來(lái)自己是被吹成的，就像吹泡泡那樣，想到這，小燈泡的腦瓜里又冒出了一個(gè)問(wèn)題，為什么我們吹泡泡的時(shí)候，無(wú)論用的泡泡棒是圓的、方的還是三角的，吹出來(lái)的泡泡無(wú)一例外都是圓形的呢？難道不應(yīng)該是圓形泡泡棒吹圓形泡泡，方形泡泡棒吹方形泡泡，五角星泡泡棒吹五角星泡泡。

其實(shí)，泡泡都是圓的這件事，跟分子間的作用力有關(guān)。

中學(xué)時(shí)我們就從課本里學(xué)到過(guò)，分子之間有兩種力，引力和斥力，他們倆都會(huì)隨著分子間距離的變化而變化，這就讓引力和斥力合在一起時(shí)，時(shí)而表現(xiàn)出引力的性質(zhì)，時(shí)而表現(xiàn)出斥力的性質(zhì)。

當(dāng)我們用力壓縮一個(gè)固體物質(zhì)的時(shí)候，分子間的距離由于受到壓縮，就會(huì)減小，這時(shí)候分子們就會(huì)努力維護(hù)自己的個(gè)人空間，他們之間的作用力就會(huì)表現(xiàn)為斥力；反過(guò)來(lái)，當(dāng)我們用力拉伸物體的時(shí)候，分子間的距離就會(huì)變大，這時(shí)候他們就會(huì)反過(guò)來(lái)表現(xiàn)得又依依不舍，分子間作用力有呈現(xiàn)出引力。所以說(shuō)，是分子間的距離遠(yuǎn)近決定了他們是相互吸引還是排斥。

那對(duì)于肥皂液這種液體來(lái)說(shuō)，肥皂液內(nèi)部分子作用力的情況跟固體是類似的，引力與斥力平衡，肥皂液分子都待在自己最舒服的位置。而液體的表面上情況就有些不一樣了，由于液體分子并不會(huì)被固定在特殊的位置，可以在一定范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，液體表面的分子就會(huì)有一些跑到液體外邊（這些跑出去的分子宏觀上就是液體被蒸發(fā)掉的那些），由于液體表面有分子跑掉了，這就導(dǎo)致液體表面的分子間距離比液體內(nèi)部的要大一些，前面我們說(shuō)過(guò)，分子間距離大了他們就會(huì)依依不舍，表現(xiàn)出引力。那液體表面的分子互相吸引，你拉我，我拉你，這些拉力合在一起，在宏觀上看就會(huì)液體的表面變得緊繃，這就是液體的表面張力。

正是因?yàn)榕菖菀旱谋砻娲嬖诒砻鎻埩?，我們吹泡泡的時(shí)候才會(huì)無(wú)論用什么形狀的泡泡棒，都只能吹出一個(gè)球形的泡泡。

泡泡的形狀跟泡泡液的表面張力有什么關(guān)系呢？我們可以假設(shè)一下，假設(shè)我們真就用什么方法吹出了一個(gè)方形泡泡，那對(duì)于這個(gè)泡泡表面的分子，它的受力情況是什么樣的呢？對(duì)于拐角的分子來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在兩邊的分子就不是一左一右了，而是成一個(gè)直角，這兩個(gè)分子對(duì)拐角處分子的吸引力也就不會(huì)再左右平衡，而是形成一個(gè)向內(nèi)部發(fā)合力，這個(gè)合力就會(huì)拉著拐角的分子往里走，知道左右兩個(gè)分子的引力再次平衡，那這時(shí)候，之前的方形泡泡就又變成一個(gè)球了。

再夸張點(diǎn)，如果我們吹了個(gè)五角星泡泡，那泡泡尖尖上的分子還是被往里拉，而凹進(jìn)去的分子反而會(huì)被帶著往外走，最終，這個(gè)氣泡還得變成一個(gè)球。

我們也可以換一個(gè)角度想，由于有表面張力，液體表面一直有一種收縮的趨勢(shì)，而氣泡重包裹的氣體體積是一定的。體積一定，表面又要收縮，那它就一定會(huì)收縮成那個(gè)體積一定時(shí)表面積最小的形狀，那不就是個(gè)球嘛。

說(shuō)到這，泡泡為什么都是圓的我們就清楚了，可是，可是還是好想吹一個(gè)五角星泡泡啊。

作者：?jiǎn)栴}小分隊(duì)

審核：中國(guó)科學(xué)院物理所 研究員 羅會(huì)仟

出品：中國(guó)科協(xié)科普部

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