表面張力

立方体がつくったシャボン膜(No.58)

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立方体がつくったシャボン膜 立方体がつくったシャボン膜

実験監修:名古屋市科学館学芸員 佐伯平二 
※監修者の役職は掲載当時のものです。
企画制作: 日本ガイシ株式会社

実験の説明

どうしてなのかな?

サイコロのかたちをした枠でシャボン膜をつくると、写真のような面白いシャボン膜ができます。ふつうに考えると、立方体の6面それぞれにシャボン膜が張るように思えますね。でも、実際は13面もの膜が張られています。立方体の12本の辺から中心に向かって12面の膜が内側に引っ張られるようにでき、さらに中央に正方形の13番目の膜をつくっています。どうしてこのようなシャボン膜ができるのでしょう?

そうかなるほど!

水の分子と分子の間には分子間力という力が働いていて、お互いに四方八方に引き合っています。この力で水の表面には面積を小さくしようとする表面張力が働きます。この表面張力によって、立方体の枠にできるシャボン膜は全面積が立方体の各辺をつなぐのに必要な最小面積になろうとして、このようなかたちになるのです。できた膜の全面積は、立方体を被うのに必要な面積よりも小さくなっています。
立方体にできるシャボン膜には、右図の説明のような法則があります。何度つくっても同じ形になるのは、表面張力がこうした法則に従うからです。

シャボン膜の辺が交わるどの点(A)にも、5本以上の辺や7面以上の膜は集まりません。
ひとつのシャボン膜の辺(B)に接する膜の最大面数は3面です。

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