Seifenblasenkunde – Bubbleology

Hier werde ich im Laufe diesen Jahres ein Wissensarchiv anlegen…;) viel Spaß dabei!!!

Die Seifenblase in der Wissenschaft oder die Wissenschaft in der Seifenblase

1. Was ist eine Seifenblase eigentlich?

Die Seifenblase ist ein meist rundes (magisches) Objekt, das Luft umschließt, aus einer extrem dünnen Seifenlaugenhaut besteht. Die essentiellsten Bestandteile der Seifenblasenlauge sind Wasser und Tensid.

2. Die Farbe der Seifenblasen

Die Faszination für die Seifenblase ist mitunter auf ihr buntes Schillern zurückzuführen. Es stellt sich also die Frage: Wieso zeigen sich auf der Seifenblasenhaut derart bunte Farben, ähnlich derer eines Regenbogens?

Erklärung: Das eintreffende Licht wird einmal an der Außenseite und einmal an der Innenseite der Seifenblasenhaut nach außen hin reflektiert. Da der Weg zur Innenseite etwas länger ist, ensteht eine Verschiebung bei der Reflektion, sodass die von der Innenhaut reflektierten Strahlen versetzt zurückgeworfen werden. Dies führt wiederum zu einer Interferenz, also zur Auslöschung bestimmter Wellenlängen (je nach Dicke der Seifenhaut).

Dabei werden nun die jeweiligen Komplementärfarben für das Auge zum Vorschein gebracht. Wären immernoch alle Farbspektren vorhanden, würde man nur durchsichtiges Licht wahrnehmen. Da nun die Seifenblasenwand aufgrund der Erdanziehungskraft unterschiedlich dick ist, werden verschiedene Farben zum Vorschein gebracht. Ist die Seifenblasenwand etwas dicker, werden eher rote Farbmuster ausgelöscht und blaue und grüne Farbtöne gesehen. Wäre die Seifenblase also gleich dick, sähe man sie einfarbig.

3. Warum sind Seifenblasen rund?

Aufgrund der Oberflächenspannung strebt die Seifenoberfläche die kleinstmögliche geometrische Form an und formt sich zu dieser: einer Kugel. Die Seife reduziert die Oberflächenspannung des Wassers auf ein Drittel und ermöglicht somit u. a. die Beständigkeit der Seifenblase. Ferner trägt die Seife, also das Tensid, dazu bei, dass das Wasser langsamer verdunstet und somit die Seifenblase länger hält.

4. Verwendung von Seifenblasen in der Architektur

Durch die filmbildenden Eigenschaften der Seifenblasenhaut, die stets die kleinste geometrische Fläche anstrebt, sind die Fähigkeiten zur Flächenberechnung für die Architektur höchst spannend. Es werden Modelle angefertigt und in Seifenblasenlauge getaucht, um anschließend zu sehen, welche Flächen sich ergeben. Diese Flächen werden dann kopiert und nachgebaut. So ist beispielsweise das Münchner Olympiastadion entstanden.

5. Mathematische Eigenschaften der Seifenblase

Abgesehen, dass die Seifenblase immer die Kugelform anstrebt, also das geometrische Minimalprinzip für sich perfektioniert hat, hat man herausgefunden, dass wenn sich zwei Seifenblasen verbinden, sie ebenfalls den kleinstmöglichen Raum einnehmen. Dabei wölbt sich die Fläche der kleineren Seifenblase in die Fläche der größeren hinein, da der Druck in der kleineren Seifenblase größer ist. Deshalb zerplatzen große Seifenblasen auch wenn sie mit kleineren kollidieren.

Ferner weiß man, dass sobald vier Seifenblasen aneinander kleben ein Winkel von 120 ° zueinander eingehalten wird. Somit erklärt sich auch der Würfeltrick. Auch andere Seifenblasentricks bedienen sich der mathematischen Eigenschaften der schillernden Objekte.

Weitere Themen folgen  in Kürze:

Seifenblasenspielzeuge

Welche einfachen Möglichkeiten und Spielzeuge gibt es, um Seifenblasen zu machen?.

Geschichte der Seifenblase – von der Erfindung der Seife bis zur Riesenseifenblase

Seitdem es Seife gibt, also etwa seit 5000 Jahren, gehören Seifenblasen als Faszinationsobjekte zum Leben der Menschen dazu. Die Eigenschaften der Seifenblase faszinieren ein jedes Kind, alle Kindegebliebenen und obendrein die Wissenschaft.

Die Seifenblase als Kunstobjekt

Die jüngsten Quellen für die Darstellung von Seifenblasen stammen aus dem Barock. Es ist allerdings aufgrund von Überlieferungsverlusten davon auszugehen, dass vielleicht Jesus schon von den bunten Objekten wusste.

Die Evolution zur Riesenseifenblase im 20. Jahrhundert

Die Geschichte von Pustefix