Веские аргументы
В каждом супе можно увидеть, что масло и вода не смешиваются - круглые капли жира плавают поверх жидкости. В простом эксперименте смазка даже показывает почти живые черты. Немного физики теперь можно объяснить привидение.
Чтобы превратить свой дом в лабораторию, нужно совсем немного: просто смешайте небольшое количество минерального масла с небольшим количеством жидкого моющего средства и добавьте каплю смеси в неглубокую посуду, наполненную мало воды иметь. Для тех, кто не хочет попробовать сам: масло начинает пульсировать - каждые несколько секунд капля сжимается и тут же снова расширяется. Бенджамин Франклин задокументировал эту реакцию еще в 1774 году, но никто не объяснил ее раньше.
Франклин, как и экспериментаторы-любители, могут только предположить, что поверхностное натяжение играет в этом случае важную роль. Двое ученых из Массачусетского технологического института не захотели довольствоваться простыми догадками. Роман Стокер и Джон Буш изучали маленькое пульсирующее масляное пятно под своими микроскопами в общей сложности три года. Они засняли события на видео, а затем подробно рассмотрели их.
«Здесь мы имеем дело с тремя границами раздела, - начинает объяснять Стокер, - каждая между каплями масла, водой и воздухом наверху». Молекулы добавленного моющего средства притягиваются к воде с одной стороны и к маслу с другой, поэтому они оседают на границе раздела масло/вода. Поскольку смесь масла и моющего средства больше похожа на линзу, чем на каплю, моющее средство собирается на закругленном дне и снижает там поверхностное натяжение - масляное пятно может расширяться.
Масло и моющее средство на внешних краях капли начинают циркулировать, создавая толчок, от которого рябь расходится наружу. Когда эти волны приближаются к краю, крошечные капельки вырываются наружу и рассыпаются по поверхности воды за пределами масляной линзы. Они уменьшают поверхностное натяжение и заставляют каплю снова сокращаться. За короткое время моющее средство испаряется с поверхности воды, и поверхностное натяжение снова возрастает.
Это возвращает систему в исходную точку, и процедуру можно начать заново. Однако примерно через час все моющее средство буквально растворилось в воздухе, а капля масла наконец-то нашла себе покой. Впрочем, предполагаемую жизнь глаза жира можно и досрочно закончить, накрыв эксперимент фольгой - в этом случае моющее средство не сможет испариться и зрелище остановится.
Даже исследователи не совсем уверены, имеют ли их знания о таинственном масляном насосе какую-либо научную пользу. Но ведь пульсирующих процессов в природе предостаточно - бьющееся сердце, нервные клетки или мышечная ткань - лишь несколько примеров. И поэтому ученые надеются, что их теория однажды поможет физически описать эти явления.