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    肥皂泡泡中的神秘 STEM

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    吹肥皂泡是一種跨世代流行的兒童遊戲,遊戲玩法十分簡單,只要用膠圈或吹管沾上肥皂泡水,令肥皂水在膠圈或吹管管口上形成薄膜,再用口慢慢向肥皂水薄膜吹入空氣,就能吹出一個接一個的肥皂泡。

    在肥皂泡中看到彩虹顏色的變化,是因為光線進入肥皂泡經過肥皂泡膜產生「反射」、「折射」以及「干涉」所造成。當光線照射到肥皂泡的膜上,有一部分的光被肥皂泡膜外的表面反射,而部分會穿過薄膜後產生折射,再遇到肥皂泡膜的內層時會再次反射。

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    玩肥皂泡時,會看到彩虹顏色的變化。
    玩肥皂泡時,會看到彩虹顏色的變化。

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    兩次反射出來的光會進行重疊產生干涉,不同的干涉結果就產生出不同顏色的光。由於肥皂泡泡膜的厚度並不完全均勻,而且水分會一直蒸發,光的顏色也會跟隨變化。
    兩次反射出來的光會進行重疊產生干涉,不同的干涉結果就產生出不同顏色的光。由於肥皂泡泡膜的厚度並不完全均勻,而且水分會一直蒸發,光的顏色也會跟隨變化。

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    肥皂泡與直徑相關

    吹出來的肥皂泡大小基本是由肥皂泡吹制器上的膠圈直徑決定,直徑愈大,所造出的肥皂泡就愈大,可是肥皂愈大亦會令重量增加,較容易下垂和破裂。

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    製作吹制器的物料十分重要,圈環設計要有足夠粗度使得肥皂水更容易粘在環上。
    製作吹制器的物料十分重要,圈環設計要有足夠粗度使得肥皂水更容易粘在環上。

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    如要在家製作肥皂泡,可以利用洗潔精、洗頭水、甘油、糖漿和水依一定的比例混合便製作出肥皂泡水。
    如要在家製作肥皂泡,可以利用洗潔精、洗頭水、甘油、糖漿和水依一定的比例混合便製作出肥皂泡水。

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    成份中涉及科學

    吹出來的肥皂泡有大有小,取決於肥皂泡水內的成分會構成表面張力可承受力,再由吹風口的大小和吹風的力度所形成。至於吹出來的肥皂泡在空中逗留的時間卻很短暫,肥皂泡中的水分會被蒸發,它們又會因觸碰其它物體或被外來的風弄破,更會因為地深吸力令肥皂泡下垂落地而不能維持在空氣中太久。

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    甘油是另一種加強肥皂泡不易破裂的秘密。
    甘油是另一種加強肥皂泡不易破裂的秘密。

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    水的表面層有一種特定的表面張力。
    水的表面層有一種特定的表面張力。

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    在肥皂泡水中加入甘油,由於油會浮在水的表面,有助減低水分被蒸發而加強肥皂泡的持久性。同時,甘油也會增強肥皂泡水的表面張力,令它們不易破裂,可是加入甘油後吹出來的肥皂泡雖然尺寸可以較大,但它亦較厚重而容易往下墮,不能在空中停留太久。

    泡泡槍的機械工程

    泡泡槍內裝有摩打,當按下按鈕形成閉合電路令摩打轉動驅動扇葉轉動產生風,風會通過吹管送到吹咀圈位置。在按鈕的同時帶動了另一組連桿機關,把空氣注入盛載肥皂波水的瓶,增加瓶內氣壓令肥皂泡來從幼膠管抽走到吹管口的集水區。

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    泡泡槍的出現令到不少大小朋友帶來更多的歡樂,一按下按鈕就能夠連續吹出多個大小相近的肥皂泡。
    泡泡槍的出現令到不少大小朋友帶來更多的歡樂,一按下按鈕就能夠連續吹出多個大小相近的肥皂泡。

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    連接多層機關帶動水撥上下移動,令肥皂泡水薄薄地張在槍口的膠圈中,當遇到由扇葉轉動吹出風時,就可造出多個大小相約的肥皂泡。
    連接多層機關帶動水撥上下移動,令肥皂泡水薄薄地張在槍口的膠圈中,當遇到由扇葉轉動吹出風時,就可造出多個大小相約的肥皂泡。

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    肥皂泡的藝術創作

    有些魔術表演也會加入肥皂泡的元素,甚至會利用特大肥皂泡包住整個人,要創作那麼大的肥皂泡是需要計算好肥皂泡水中甘油的比例、吹制器直徑的大小和吹風的速度,所以表演前必需要預備充足,不然會影響表演效果。

    小小的一個肥皂泡中蘊藏了不少 STEM 的元素,大家記得玩樂的時候都要思考一下背後的小知識。

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