Physique de la bulle de savon

[doul11]

J'observais des bulles de savon je n'avais pas réalisé qu'il y avait tant de physique dans une bulle de savon ! J'ai donc essayé de faire une liste complète des phénomènes :

1- Les irisations due a l'interférence des réflexions des deux couches de savon interne et externe de la bulle, différentes épaisseurs de couches donne différentes couleurs. c'est bien cela ?

2- La forme de la bulle cause de la tension superficielle qui a pour origine la dissymétrie de la force qu'exercent entre elle les molécules au niveau de la surface et d'une façon générale la tendance qu'a la nature de minimiser l'énergie d'un système.

3- Mouvement dans les irisations, turbulences, là j'imagine que cela relève de la mécanique des fluides ? Quelle est l'origine de ces changement d'épaisseur de la bulle, cinétique par l'énergie que l'on a injecté pour faire la bulle ou peut être aussi thermique ?

4- Coalescence des bulles, toujours dans le principe de minimiser l'énergie, mais il doit y avoir quand même de l'énergie a fournir pour "casser" le film extérieur de deux bulles, puis entre les bulles il y a des corps engranger a chasser non ? Encore que dans le cas de bulles de savon ça ne me pose pas trop de problèmes ça serais plus le cas avec des bulles de cire dans du glycol comme les lampes a lave.

5- " BLOP ! " là c'est la fin de la bulle, mais pourquoi ? La gravité a un effet ? Quid de l'évaporation aussi ?


Toute remarque est bien venue, merci a vous et bonne fêtes.
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[stefjm]

5- " BLOP ! " là c'est la fin de la bulle, mais pourquoi ? La gravité a un effet ? Quid de l'évaporation aussi ?

Il faut écrire la fonction d'onde de la bulle...

A quoi ressemble une bulle de savon en micro gravité?

[LPFR]

Bonjour.
La "bible" (ou peut-être "l'ancien testament") sur les bulles de savon est le livre Soap-Bubbles by C. V. Boys.
On le trouve sur internet ici:
http://www.gutenberg.org/ebooks/33370

La gravité joue et beaucoup. Faites une membrane savonneuse et placez-la verticalement. Evitéz les courants d'air qui imposent des mouvements sur la surface et l'intérieur de la bulle.
Au bout de quelques secondes, les irisations formeront des bandes horizontales.
À mesure que l'eau glisse à l'intérieur de la membrane et qu'elle s'évapore, l'épaisseur diminue et vous verrez pendant peu de temps une zone incolore apparaître en haut de la membrane. Elle est devenue tellement fine qu'elle ne produit plus d'interférences. Cela dure un bref moment avant que la membrane case.

Donc:
1 et 2 OK.
3: ce sont les courants d'air qui produisent els mouvements des irisations.
4: Pour une membrane savonneuse, c'est comme pour un filet d'eau. Suivant le diamètre ou l'épaisseur l'énergie diminue si le filet ou la membrane se transforme en gouttes. Mais à la différence d'un filet, la tension superficielle a un effet stabilisant sur l'épaisseur: si à un endroit l'eau s'évapore plus et que l'épaisseur diminue, il aura une surface concave qui attire de l'eau d'autres endroits de la membrane.
Mais dans de la mousse, le gaz est saturé en vapeur et il n'y a pas d'évaporation à l'intérieur des bulles. La mousse est stable.
5. Oui, la gravité fait descendre l'eau vers le bas de la bulle, et l'évaporation diminue aussi son épaisseur.
Au revoir.

[mariposa]

Il faut écrire la fonction d'onde de la ?

Bonjour,

Ta question est-elle sincere ou s'agit-il d'une provocation?

[A voir en vidéo sur Futura]

[doul11]

Par contre je vais mettre le holà tout suite : je n'ai rien contre un trait d'humour sur l'effondrement de la fonction d'onde mais il est hors de question de dériver du sujet inital.

Bonjour.
La "bible" (ou peut-être "l'ancien testament") sur les bulles de savon est le livre Soap-Bubbles by C. V. Boys.
On le trouve sur internet ici:
http://www.gutenberg.org/ebooks/33370

Déjà merci pour cette référence, le bouquin a l'air tellement sympa que je l'ai commandé en version papier, 6 euro sur amazon

La gravité joue et beaucoup. Faites une membrane savonneuse et placez-la verticalement. Evitéz les courants d'air qui imposent des mouvements sur la surface et l'intérieur de la bulle.
Au bout de quelques secondes, les irisations formeront des bandes horizontales.
À mesure que l'eau glisse à l'intérieur de la membrane et qu'elle s'évapore, l'épaisseur diminue et vous verrez pendant peu de temps une zone incolore apparaître en haut de la membrane. Elle est devenue tellement fine qu'elle ne produit plus d'interférences. Cela dure un bref moment avant que la membrane case.

J'ai fait l'expérience et j'ai bien vu cette zone transparente, là on est rendu a une épaisseur du film de quelques dizaines ou centaines de couches moléculaires ?

5. Oui, la gravité fait descendre l'eau vers le bas de la bulle, et l'évaporation diminue aussi son épaisseur.

C'est la couche d'eau qui s'évapore a travers de la couche de savon ? Auriez-vous des ordres de grandeur pour l'épaisseur des différentes couches ? merci.

[LPFR]

Re.

J'ai fait l'expérience et j'ai bien vu cette zone transparente, là on est rendu a une épaisseur du film de quelques dizaines ou centaines de couches moléculaires ?

Oui. Quand les interférences disparaissent, l'épaisseur de la couche est inférieure à lambda/4.

C'est la couche d'eau qui s'évapore a travers de la couche de savon ? Auriez-vous des ordres de grandeur pour l'épaisseur des différentes couches ? merci.

À priori, la couche externe est mono-moléculaire de molécules de savon mais placées perpendiculairement à la surface.

Et la couche d'eau est de plusieurs centaines de nm. Si elle est plus épaisse que 3 ou 4 fois la longueur d'onde de la lumière blanche (oui, je me comprends) il n'y a plus d'interférences car la lumière n'est pas assez cohérente.
A+

[stefjm]

Ta question est-elle sincère ou s'agit-il d'une provocation?

Pour la microgravité, c'est sincère. A quoi vont ressembler les irisations?

Pour la fonction d'onde aussi. Il suffit d'utiliser ce qui marche pour la description.

Par contre je vais mettre le holà tout suite : je n'ai rien contre un trait d'humour sur l'effondrement de la fonction d'onde mais il est hors de question de dériver du sujet inital.

Tu as été jusqu'à la description du BLOP.
Statistique, durée de vie, bulle onde avant Blop, puis particule après blop.
J'avais lu des trucs mettant en parallèle les bulles et la MQ. (et utilisant le même modèle)

Cordialement.

[doul11]

Et la couche d'eau est de plusieurs centaines de nm. Si elle est plus épaisse que 3 ou 4 fois la longueur d'onde de la lumière blanche (oui, je me comprends) il n'y a plus d'interférences car la lumière n'est pas assez cohérente.
A+

Je vous comprends aussi, donc c'est bon j'ai mes ordres de grandeur pour l'épaisseur du film, selon d'autre documents que j'ai regardé entre temps la couche de savon semble bien être monoatomique. Encore merci pur votre aide.

Tu as été jusqu'à la description du BLOP.
Statistique, durée de vie, bulle onde avant Blop, puis particule après blop.
J'avais lu des trucs mettant en parallèle les bulles et la MQ. (et utilisant le même modèle)

Ton obstination sur la mécanique quantique me fais peur

[LPFR]

... selon d'autre documents que j'ai regardé entre temps la couche de savon semble bien être monoatomique. Encore merci pur votre aide.
...

Re.
Monoatomique, certainement pas.
Bi-moléculaire (de molécules de savon), peut-être, juste avant de disparaitre. Mais "au pif" ça me gêne. Les couches de quelques épaisseurs moléculaires commencez à avoir des comportements bizarres.

J'ai oublié de rappeler que les lambda/4 dont je parlais c'est dans l'eau et sont donc plus petits que dans l'air.
A+

[stefjm]

Ton obstination sur la mécanique quantique me fais peur

Il ne faut pas avoir peur. Nous vivons dans un monde dominé par les effets quantiques (diode, transistor). Normal d'exporter un modèle fonctionnel.
Tu ne pourra pas faire de bulle avec de l’hélium superfluide...

[gatsu]

Salut,

Tant qu'on est sur les bulles, je me demandais l'autre jour pourquoi on ne peut pas faire de bulle d'air avec de l'eau qui a des molécules lipidiques en surface, il me semble qu'elles devraient jouer le même rôle que n'importe quel surfactant en réduisant la tension superficielle eau-air non ?

La question est-elle stupide ?

Merci.

[Jaunin]

Bonjour,
Je vous joins un article sur le sujet que j'avais conservé il y a déjà un certain temps, tiré du quotidien la "Tribune de Genève".
C'est surtout pour ceux qui voudrais faire des bulles et moins de mathématique.
Cordialement.
Jaunin__

[Anacarsis]

J'avais lu des trucs mettant en parallèle les bulles et la MQ. (et utilisant le même modèle)

Cordialement.

Oui je me rappelle aussi avoir lu quelque chose comme cela dans le temps... encore quelque chose à (re)chercher sur g..gle

[doul11]

Monoatomique, certainement pas.
Bi-moléculaire (de molécules de savon), peut-être, juste avant de disparaitre. Mais "au pif" ça me gêne. Les couches de quelques épaisseurs moléculaires commencez à avoir des comportements bizarres.

Je voulais dire moléculaire, je n'ai pas réussi a trouver de bonnes sources sur cette donné, je retrouve toujours le même schéma comme dans le document de Jaunin ou encore ici : http://en.wikipedia.org/wiki/Soap_film avec l'explication que la "molécule de savon" est amphiphile, la partie hydrophile dans l'eau et la partie hydrophobe dans l'air.

Nous vivons dans un monde dominé par les effets quantiques (diode, transistor).

Ça c'est très discutable, la gravité n'est pas quantique, l’électromagnétisme "vu de loin" s'explique très bien par la physique classique, mais surtout ce n'est pas le sujet ici.

Tant qu'on est sur les bulles, je me demandais l'autre jour pourquoi on ne peut pas faire de bulle d'air avec de l'eau qui a des molécules lipidiques en surface, il me semble qu'elles devraient jouer le même rôle que n'importe quel surfactant en réduisant la tension superficielle eau-air non ?

Pas suffisamment si j'ai bien compris, avec l'eau pure il y trop de tension et trop d'évaporation pour arriver a faire des bulles.

[gatsu]

Pas suffisamment si j'ai bien compris, avec l'eau pure il y trop de tension et trop d'évaporation pour arriver a faire des bulles.

J'entends bien mais je ne parlais pas d'eau pure là mais d'eau avec des molécules lipidiques. Normallement ces molécules trainent à l'interface air-eau avec la tete (hydrophile) dans l'eau et la queue (hydrophobe) qui bouge dans l'air. Si on imagine que les interactions entre lipides ne sont que stérique alors à basse concentration surfacique on obtient une tension de surface effective

où est la concentration surfacique en lipides. En gros la réduction de tension surfacique est uniquement d'origine entropique à basse dilution et commence à faire intervenir les interactions (un développement du viriel est alors à réaliser) à plus fortes concentrations. Du coup, je ne vois pas trop ce qui fait la difference entre des surfactants standards et des molécules lipidiques. Peut être que l'hypothèse implicite d'interaction à courte portée entre molécules lipidiques est fausse, je ne sais pas.

[doul11]

Désolé j'avais pas compris et pour le coup tu sembles en savoir beaucoup plus sur le sujet que moi.

[Anacarsis]

les surfactants sont en principe beaucoup plus polaires et de longues chaines hydrophobes pour bien "accrocher" les graisses... à quel type de lipide penses tu de façon plus précise?