为什么吹不出方形的肥皂泡？

有着圆圆脑袋的小灯泡，心里却想着要找一个三角形的灯泡女友。这世界上有诸多形状呀，可为什么灯泡大多都是圆形的呢？？

小灯泡回忆自己来到世间的过程，原来自己是被吹成的，就像吹泡泡那样，想到这，小灯泡的脑瓜里又冒出了一个问题，为什么我们吹泡泡的时候，无论用的泡泡棒是圆的、方的还是三角的，吹出来的泡泡无一例外都是圆形的呢？难道不应该是圆形泡泡棒吹圆形泡泡，方形泡泡棒吹方形泡泡，五角星泡泡棒吹五角星泡泡。

其实，泡泡都是圆的这件事，跟分子间的作用力有关。

中学时我们就从课本里学到过，分子之间有两种力，引力和斥力，他们俩都会随着分子间距离的变化而变化，这就让引力和斥力合在一起时，时而表现出引力的性质，时而表现出斥力的性质。

当我们用力压缩一个固体物质的时候，分子间的距离由于受到压缩，就会减小，这时候分子们就会努力维护自己的个人空间，他们之间的作用力就会表现为斥力；反过来，当我们用力拉伸物体的时候，分子间的距离就会变大，这时候他们就会反过来表现得又依依不舍，分子间作用力有呈现出引力。所以说，是分子间的距离远近决定了他们是相互吸引还是排斥。

那对于肥皂液这种液体来说，肥皂液内部分子作用力的情况跟固体是类似的，引力与斥力平衡，肥皂液分子都待在自己最舒服的位置。而液体的表面上情况就有些不一样了，由于液体分子并不会被固定在特殊的位置，可以在一定范围内运动，液体表面的分子就会有一些跑到液体外边（这些跑出去的分子宏观上就是液体被蒸发掉的那些），由于液体表面有分子跑掉了，这就导致液体表面的分子间距离比液体内部的要大一些，前面我们说过，分子间距离大了他们就会依依不舍，表现出引力。那液体表面的分子互相吸引，你拉我，我拉你，这些拉力合在一起，在宏观上看就会液体的表面变得紧绷，这就是液体的表面张力。

正是因为泡泡液的表面存在表面张力，我们吹泡泡的时候才会无论用什么形状的泡泡棒，都只能吹出一个球形的泡泡。

泡泡的形状跟泡泡液的表面张力有什么关系呢？我们可以假设一下，假设我们真就用什么方法吹出了一个方形泡泡，那对于这个泡泡表面的分子，它的受力情况是什么样的呢？对于拐角的分子来说，现在两边的分子就不是一左一右了，而是成一个直角，这两个分子对拐角处分子的吸引力也就不会再左右平衡，而是形成一个向内部发合力，这个合力就会拉着拐角的分子往里走，知道左右两个分子的引力再次平衡，那这时候，之前的方形泡泡就又变成一个球了。

再夸张点，如果我们吹了个五角星泡泡，那泡泡尖尖上的分子还是被往里拉，而凹进去的分子反而会被带着往外走，最终，这个气泡还得变成一个球。

我们也可以换一个角度想，由于有表面张力，液体表面一直有一种收缩的趋势，而气泡重包裹的气体体积是一定的。体积一定，表面又要收缩，那它就一定会收缩成那个体积一定时表面积最小的形状，那不就是个球嘛。

说到这，泡泡为什么都是圆的我们就清楚了，可是，可是还是好想吹一个五角星泡泡啊。

作者：问题小分队

审核：中国科学院物理所 研究员 罗会仟

出品：中国科协科普部

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