シャボン玉がもっと楽しくなる!科学的なシャボン玉の仕組み

夏に大人気の遊びといえば、シャボン玉です。

実は、シャボン玉を科学の目で見てみると、水の性質についてのとてもおもしろい発見ができます。

ここでは、シャボン玉の仕組みについて、形が丸い理由や割れる理由、なぜ水だけでは作れないのかなどをSciShow Kidsから科学的に分かりやすく紹介します。

シャボン玉とは

シャボン玉を作るには、2つのものが必要となります。ひとつめは、シャボン玉液。これはほとんどの場合、石鹸と水で作られています。このシャボン玉液に、道具を浸して吹くことでシャボン玉ができます。

このとき、強く吹いてしまうと、液が道具から吹き飛んでうまく作れなくなるので、やさしく吹かなければなりません。

安定した空気の流れが、シャボン玉液を通ることで、たくさんのシャボン玉が生まれるのです。

シャボン玉の仕組み

シャボン玉は、空気のポケットの周りをぐるりと一周囲んだ石鹸と水のとても薄い層からなっています。

もし、シャボン玉を半分に割って近くから見られたら、いくつかの層が重なって薄い層を作っているのに気付くことができます。

シャボン玉は、空気のポケットの周りに作られた層(石鹸の層に挟まれた水の層の合計3層)で成り立っています。

それは、サンドイッチのようなもので、石鹸の層がパン、そして、水は、挟まれている具に相当します。これらのシャボン玉のサンドイッチの層は、空気を取り囲んで中に閉じ込めています。

水だけではシャボン玉が作れない理由

もし、石鹸を入れないで、ただの水だけでシャボン玉を作ろうと試みたとしてもうまくはできせん。

なぜなら、水は、お互いに引っつき合って小さな塊になってしまうからです。水は、目では確認できないほどの小さな水分子によって構成されています。これらの水分子は、まるで磁石のようにお互いを引きつけ合う性質があります。

たとえば、池の上を歩くアメンボで考えてみてください。池の中の水を構成している水分子はすべてが互いにぎゅっと引き寄せられているので、アメンボは水に沈むことなく歩けるのです。

そのため、水だけでシャボン玉を作ろうとしても、小さな水分子の引き寄せあう力があまりにも強いため、薄い層に引き伸ばすことができず、ただの雫になって終わります。

しかし、そこに石鹸を加えることで、水は、石鹸とサンドイッチの層を作り、お互いに引っ張り合うことなしに、広がることができるようになります。それによって、シャボン玉ができるのです。

なぜシャボン玉は丸いのか?

シャボン玉の大きさは実にさまざまですが、全て同じ形をしていることに気づきませんか?そうです。全てがまん丸です。

それでは、仮にシャボン玉を吹くときの道具の形を変えると、できるシャボン玉の形はどのように変化するのでしょうか?

たとえば、四角い形の道具で吹くと、四角いシャボン玉ができるのでしょうか?

残念ながら、四角形や三角形の道具を使って吹いたとしても、丸いシャボン玉しかできません。

シャボン玉が丸くなるのは、石鹸の層に挟まれた水の層があるからです。

たとえ石鹸の層によって、水分子がお互いに引きあう力が弱められたとしても、水分子にはまだお互いに引き合う力が残されています。

シャボン玉を丸くする理由は、水分子同士の引き合う力が働いているからです。そのため、仮にシャボン玉を吹く道具に角があったとしても、水分子同士が引き合う力によって、角が取り去られてしまい、何度やってもきれいな丸型になります。

なぜシャボン玉は割れるのか?

何かがシャボン玉の層を作っている水分子の間を引き裂くことができたなら、たとえば、指を突っ込んだ場合、そこからシャボン玉の中に閉じ込められていた空気が外に逃げ出してしまうために、シャボン玉は割れてしまいます。

これは、風船に穴が開くと、そこから空気が逃げて割れてしまうのと同じ原理です。