Antibubble アンチバブル 初級編[2018.8.24更新]

Antibubbleアンチバブルの他にもいろいろな名称があります。
水中シャボン玉・逆シャボン玉・裏返しのシャボン玉・反泡



4個並んだAntibubble

1.これは何でしょうか。

答:シャボン玉


2.これは何でしょうか?

答:アンチバブルAntibubble

3.シャボン玉とアンチバブルはどこが違うのですか。

シャボン玉は空気中にできます。


空気を水の薄膜が包んでいます。



アンチバブルは水中にできます。

水を空気の薄膜が包んでいます。
これは水玉が空気中に浮いている状態です。

4.アンチバブルには空気薄膜があるとどうして分かるのですか。

シャボン玉の表面には虹色の干渉色が見えます。


シャボン玉

アンチバブルの表面にも虹色の干渉色が見えます。

Antibubble

薄膜があると虹色の干渉色が見えるのです。


5.アンチバブルのつくり方を教えて下さい。

[用意するもの]

水道水
ストロー
洗剤(市販の食器洗い用洗剤)
容器(ビーカー、水槽、コップ)



市販の食器洗い用洗剤

[手順]
@容器に水道水を入れます。
Aこの水道水に洗剤を滴下します。水道水100ccに対して洗剤5滴の割合です。
B洗剤溶液にストローを入れ、指でふたをして持ち上げます。
Cストローの先を水面に接近させ指のふたを離します。
Dストローから落下した水玉が水中に入ってアンチバブルになります。


ストローから液滴を落下する


Antibubbleができる様子

水滴が空中を落下するとき、水滴表面に空気が付着します。
この空気が水滴を取り囲んでAntibubbleが形成されます。


6.沈むアンチバブルはつくれますか。

水中にできたアンチバブルはゆっくり上昇します。
そして、水面の真下に止まります。


水面直下に停留するAntibubble

では、沈むアンチバブルはつくれるでしょうか。

<上昇する理由>
アンチバブル内部の水とビーカーの水は同じ密度です。
しかし、アンチバブルは空気の薄膜で被われているので
アンチバブル全体の密度は水の密度より小さくなります。
そのため上昇します。


<沈ませる方法>
 アンチバブル内部の水を重くする(密度を大きくする)と沈みます。
ショ糖を溶かしたアンチバブル溶液をストローに含ませ、
ショ糖を溶かしていないアンチバブル溶液に滴下します。
これで沈むアンチバブルができます。


沈んだままのAntibubble

7.色のついたアンチバブルはつくれますか。

アンチバブル溶液に食紅で色をつけます。
これを色のつけていないアンチバブル溶液に滴下します。
色つきアンチバブルができます。


色つきAntibubble


食紅

食紅とショ糖の両方をアンチバブル溶液に溶かすと、
沈む色つきアンチバブルができます。



沈んだままの色つきAntibubble

8.沈んだアンチバブルを上昇させることはできますか。

ゆっくりと気体を発生する溶液を使えばできます。
沈んだ後、空気薄膜の気体が増えて上昇します。


しばらく沈んだ後、上昇するアンチバブルAntibubble


空気薄膜に二酸化炭素が入りアンチバブルが軽くなって上昇しました。

8.水面に落下させた液滴が水中に入らないで
水面に乗ってしまいました。これは失敗ですか。


アンチバブル作りは失敗ですが、かわりにAntidomeアンチドームというものができたのです。


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文献
[1]W.Hughes, A.R.Hughes, Nature, 129, 59(1932)
[2]S.Dorblo, New Journal of Physics, 5, 161(2003)
[3]Jearl Walker, Scientific American, 238(6), 151(1978)
[4]C.L.Stong, Scientific American, 230(4), 116(1974)
[5]P.Geon Kim, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 289, 237(2006)
[6]S.Dorbolo ed al., Europhysics, Letters,
[7]高橋走, “Physics Lab. 2005”, 東京大学理学部物理学科五月祭実行委員会(2005)
[8]新井田恵美ら、「第49回日本学生科学賞作品集」、読売新聞社(2006)
[9]新井田恵美ら、「第50回日本学生科学賞作品集」、読売新聞社(2007)
[10]河野健吾ら, 形の科学会誌, 24(2), 159(2009)
[11]松田学, 物性研究, 93(3), 304(2009)
[12]河野健吾, 「第1回東京理科大学坊っちゃん科学賞研究論文コンテスト作品集」, 東京理科大学理窓会(2010)
[13]加藤将貴, 「第3回東京理科大学坊っちゃん科学賞研究論文コンテスト作品集」, 東京理科大学理窓会(2012)
[14]原田新一郎, milsil, 4(5), 30(2011)

【問題】

1.ステアリン酸ナトリウムのセッケン分子について示性式、構造式をかけ。
2.水中におけるセッケン分子の集合状態を図示せよ。
3.水中で油汚れを囲むセッケン分子の集合状態を図示せよ。
4.水面におけるセッケン分子の並び方を図示せよ。
5.シャボン玉におけるセッケン分子の並び方を図示せよ。
6.Antibubbleにおけるセッケン分子の並び方を図示せよ。



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