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？？

小燈泡回憶自己來到世間的過程，原來自己是被吹成的，就像吹泡泡那樣，想到這，小燈泡的腦瓜里又冒出了一個問題，為什么我們吹泡泡的時候，無論用的泡泡棒是圓的、方的還是三角的，吹出來的泡泡無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，泡泡都是圓的這件事，跟分子間的作用力有關(guān)。

中學(xué)時我們就從課本里學(xué)到過，分子之間有兩種力，引力和斥力，他們倆都會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，時而表現(xiàn)出引力的性質(zhì)，時而表現(xiàn)出斥力的性質(zhì)。

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

那對于肥皂液這種液體來說，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被固定在特殊的位置，可以在一定范圍內(nèi)運(yùn)動，液體表面的分子就會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，前面我們說過，分子間距離大了他們就會依依不舍，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，在宏觀上看就會液體的表面變得緊繃，這就是液體的表面張力。

正是因為泡泡液的表面存在表面張力，我們吹泡泡的時候才會無論用什么形狀的泡泡棒，都只能吹出一個球形的泡泡。

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方形泡泡，那對于這個泡泡表面的分子，它的受力情況是什么樣的呢？對于拐角的分子來說，現(xiàn)在兩邊的分子就不是一左一右了，而是成一個直角，這兩個分子對拐角處分子的吸引力也就不會再左右平衡，而是形成一個向內(nèi)部發(fā)合力，這個合力就會拉著拐角的分子往里走，知道左右兩個分子的引力再次平衡，那這時候，之前的方形泡泡就又變成一個球了。

再夸張點(diǎn)，如果我們吹了個五角星泡泡，那泡泡尖尖上的分子還是被往里拉，而凹進(jìn)去的分子反而會被帶著往外走，最終，這個氣泡還得變成一個球。

我們也可以換一個角度想，由于有表面張力，液體表面一直有一種收縮的趨勢，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，那它就一定會收縮成那個體積一定時表面積最小的形狀，那不就是個球嘛。

說到這，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五角星泡泡啊。

作者：問題小分隊

審核：中國科學(xué)院物理所 研究員 羅會仟

出品：中國科協(xié)科普部

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