1、泡泡的科学,北京教育学院附属中学 刘海金2015.12.31,“试着吹出一个小小的肥皂泡来,你简直可以一生研究它,不断从这儿学到知识。”,分享“吹泡泡”的经验,洗涤灵 2份 表面活性剂 洗手液 2份 含珠光粉,易观察现象甘 油 1份 稳膜剂纯净水 4份 不要用自来水或矿泉水【静置30分】,探究:不同模具能吹出不同形状的泡泡吗?,你得出了怎样的结论?,泡泡每个方向受力均匀,肥皂泡表面存在一种表面张力,这个力有缩小表面积的性质相同体积的各种几何体中,球体的表面积最小。,泡泡的化学成分,表面活性剂 十二烷基苯磺酸钠,亲水基团,疏水基团,泡泡的结构,类比延伸:生物膜,磷脂分子,形态的类比,能变形的泡泡
2、,变形的类比,变形虫运动及捕食,变形虫为什么能改变形态呢?,观察泡泡表面的流动性,泡泡表面为什么呈现五颜六色?,小资料:光线穿过肥皂泡的薄膜时,薄膜的顶部和底部都会产生折射,肥皂薄膜最多可以包含大约150个不同的层次。我们看到的凌乱的颜色组合是由不平衡的薄膜层引起的。最厚的薄膜层反射红光,最薄的反射紫光,居中的反射太阳光的七种颜色。,反射原理在细胞研究的应用全内反射荧光显微技术,注:细胞分泌物质时快速的膜融合过程,在该反应过程中可以观察到许多囊泡破裂后快速的荧光增加过程,随后是缓慢的扩散。,一个神奇的现象干涉,乡间安静的小旅馆中来了位奇怪的旅客,他每日不外出旅游,也不与人们聊天,整天在房间中看
3、书、沉思,还常常站在院子中沾着肥皂水吹泡泡,不认识他的人以为他精神有问题。 有位教授认出了他就是大名鼎鼎的皇家科学院院士牛顿先生。原来他在孩子们吹泡泡时无意中发现,泡泡在阳光照耀下,会产生美丽的花纹,于是他利用很多方法,想研究出它的原理。,阅读理解,经过多次试验、分析后,他发现光透过透明的薄膜时,会产生向外扩展的彩色环纹,环纹之间又以黑色分隔开,而且这些环纹的颜色还会按光谱的顺序排列,环纹的大小则因颜色不同而有差异。 又经过了无数次的试验,肥皂泡中环纹、颜色与薄膜厚度的关系,终于被牛顿找出了规律,并用数学公式解答出来,这就是著名的牛顿环。,挑战任务:用泡泡模拟如下过程,细胞吸水、失水,细菌的二
4、分裂,胚胎发育,细胞吞噬作用,细胞的结构,展示结果,思维拓展,微课程:泡泡的类比实验,归纳总结:类比学习法,类比法的一般步骤,1、观察某事物的特征2、联想检索与其相似的事物3、分析二者相同点,提出假说4、实验验证与修正5、拓展对两事物的认识,类比推理提出假说,类比法举例,数学:现有规律偶数相乘,结果还是偶数类比联想奇数相乘,结果还是奇数推算证明二者皆成立记忆知识,地理,生物,形态类比,不同领域对泡泡类比研究的成果,数学家、建筑师、画家,丹特,1971年提出:如果两个肥皂泡靠在一起,中间自然形成120度的隔膜,至于隔膜之所以为平面,是因为隔膜两方压力相等,而无论多少个肥皂泡连在一起,它们相接角度
5、势必为120度。,完美的120度角,创意建筑设计泡泡居室,安东尼. 翰. 奥沃. 艾拉普合作事务所,依据泡泡的结构,于2001年在英国建立了“伊甸园”植物中心,根据细胞排列形式和肥皂泡天然结构设计而成的国家游泳中心“水立方”,1993年,爱尔兰的丹尼斯韦尔和罗伯特费伦用计算机模拟泡沫结构,找到了更好的几何结构,被称为Weaire-Phelan结构。,法国巴蒂斯特西蒙夏尔丹,他是洛可可风格的代表画家之一。 这幅画创作于1730年,现存于纽约 大都会艺术博物馆。 题材普通,情境单纯,是一种清闲、安逸的生活情趣,反映了下层平民孩子们自然、俭朴、淳厚、善良的美好情感。,吹肥皂泡的少年,作业,请你观察生活中的事物,并用类比法完成一项拓展研究。填写好学习任务单,