肥皂膜的实验功能

商场货架上陈列的包装艳丽、品牌繁多的洗衣粉，往往是家庭主妇们最留意的，其与洗衣机结合后的洗净率，更是大家关注的焦点。它们不但为我们带来了美的享受，还能够把人们从繁重的家务劳动中解放出来。当然，洗衣粉掺水后吹成的肥皂泡，至今仍是许多孩童难得的乐趣；还可以作为舞台上产生效果的道具，为丰富表演做出了很大的贡献。本文介绍用肥皂膜作的系列实验。

用细金属丝制作一个带把的直径约5cm的圆环，将圆环在肥皂水里刮过后，金属圆环上就留下了肥皂膜，别看它其貌不扬，在物理教学中能做好些实验呢。

1 声音具有能量

用肥皂膜对着正在讲话人的口，或是发声的音叉共鸣箱、播放音乐的音响，都会看到肥皂膜在轻微地振动；而当发声的物体停止发声时，肥皂膜也会静止。因一切运动的物体均具有动能，由此可见：肥皂膜的运动是由声源（发声的物体）运动、通过空气这一介质传播引起的，由此可以表明：声音具有能量。

2 声音是由物体振动产生的

一切发声的物体都在运动，发声的物体是如何运动的呢？传统做法只在音叉一侧悬挂泡沫球，通过敲击音叉后，泡沫球的摆动来说明音叉在振动。实际在此种状况下，向悬挂球的一侧敲击音叉后，用泡沫球的运动说明音叉在振动的理由并不充分。因泡沫球悬挂于音叉左侧时，向左敲击音叉叶，音叉和泡沫球会一起向左运动，即使后来我们握住音叉使其静止，泡沫球与音叉撞击后仍旧保持原来的运动。如图1，改成两侧各悬挂一只泡沫球后，通过调节使悬挂泡沫泡沫球的细红保持竖直。用塑料小槌敲击音叉时，无论是向左、还是向右敲音叉，音叉左侧的泡沫球总是向左运动，音叉右侧的泡沫球总是向右运动，两只泡沫球分别向左右摆动，由此可形象说明：发声的音叉在振动，一切发声的物体都在振动。此外，我们还要将肥皂膜对着发声音叉的共鸣箱口（或其它发声的物体），注意观察肥皂膜的运动情况，可以看见肥皂膜在平衡位置附近左右振动，进而知道发声的物体将其自身运动形式通过空气传递给肥皂膜。肥皂膜的振动是把不可见的空气运动和声源的运动状态可视化了，从而帮助我们得出声音是由物体振动产生的结论，同时还可显示鼓膜的工作状态，帮助同学们加深理解。

3 声波是纵波

我们知道：最普遍的声波是由发声的物体振动，通过空气做介质传播的。用肥皂膜不但可验证声音是由物体振动产生的，还可方便地检验声波是纵波。具体方法是：先让肥皂膜平面与声波传播的方向垂直放置，可清晰地看到肥皂膜前后振动；而将肥皂膜平面沿声波传播的方向放置时，无论声波振动如何激烈，振动时间有多久，却始终看不到肥皂膜的振动，可见声波振动的方向与其传播的方向在一条直线上。根据机械波及纵波的定义，可以断定：声波是机械波，且是纵波。

4 液体表面存在表面张力

在细金属丝制作的带把圆环上，系一截略大于直径的细线，将圆环在肥皂水里刮过后，金属圆环上就留下了肥皂膜。此时被肥皂膜包围的细线呈现自然弯曲状，未被拉紧，且将肥皂膜一分为二；当将细线一侧的肥皂膜划破消失后，细线就会被另一侧的肥皂膜拉紧，且弯向肥皂膜。由此可见：开始，细线受到两侧肥皂膜的分子力作用而平衡，而当细线一侧的肥皂膜被划破后，细线因只受一侧肥皂膜的分子力作用被拉紧，向肥皂膜弯曲。此现象可说明分子间存在分子引力作用，液体表面存在表面张力。

5 光的干涉

将金属圆环上的肥皂膜竖立时，我们会看到：本来无色透明的肥皂膜变成了彩色薄膜。这种彩色薄膜是如何形成的呢？这是因为：当金属圆环上的肥皂膜竖立时，在重力作用下，肥皂膜就会变成从上到下厚度逐渐增大的劈形膜。根据光的干涉原理，光照射到肥皂膜的前后表面时，都会发生反射现象，当从肥皂膜前后表面两次反射的光程差是光的半波长的奇数倍时，反射光因反相而削弱或抵消；而当两次反射的光程差是光的波长的波长的整数倍时，反射光因同相而加强。因白光里含各种不同波长的彩色光，故肥皂膜上不同位置会因不同的光程差，使不同波长的某种色光被加强而显示对应的颜色，整个肥皂膜也就变成彩色的了。当然，若肥皂膜从上到下厚度均匀增大的话，则形成漂亮的彩色干涉条纹。由此可见，肥皂膜可帮助我们认识光的干涉。

著名物理学教育专家、原苏州大学物理系主任朱正元老先生身前一贯倡导“坛坛罐罐做实验”的艰苦奋斗精神，虽然我们现在的实验条件比过去改善了许多，但因陋就简、艰苦奋斗做实验的精神仍要发扬光大，因为简单的实验有时很有效。做好实验，对于学好建立在以实验为基础的物理学科来说，实在是太重要了！想方设法把不可见的现象可视化，既有助于学生的观察理解，又培养了学生的学习兴趣，还能激发学生的创新意识和求知欲，通过言传身教、耳濡目染，帮助学生把自已脑海中的火种点燃。在大力推广素质教育的今天，值得每个有责任感的物理老师深刻反思并认真实践。为促进我国基础教育质量的全面提高贡献自已的一份力量。