สีสันที่สดใสและรูปร่างทรงกลมที่ลอยสู่อากาศเป็นสิ่งที่ทำให้เด็กตื่นตาตื่นใจ นั่นจึงทำให้การเป่าฟองอากาศเป็นหนึ่งในกิจกรรมที่สร้างความสนุกเพลิดเพลิน รวมทั้งยังมีส่วนช่วยในการเสริมสร้างพัฒนาการในเรื่องของการเคลื่อนไหวและการมองเห็นให้กับเด็ก ๆ ทั้งนี้จากรูปร่างที่เห็นเป็นทรงกลมนั้นมีเหตุผลทางวิทยาศาสตร์ที่ควรทำความเข้าใจไว้เนื่องด้วยอาจเป็นประโยชน์สำหรับการตอบข้อสงสัยของเด็กน้อยช่างสังเกต

ภาพที่  1 เด็ก ๆ ชอบเล่นฟองอากาศ
ที่มา https://pixabay.com , dagon

          ในความเป็นจริงแล้วฟองอากาศไม่ได้มีรูปร่างเป็นทรงกลมเพียงอย่างเดียว แต่สามารถมีรูปร่างที่แตกต่างกันออกไปตามอุปกรณ์ที่ใช้สร้างฟองอากาศ อย่างไรก็ดีสำหรับบทความนี้จะอธิบายให้เข้าใจถึงรูปร่างโดยทั่วไปของฟองอากาศที่มีลักษณะเป็นทรงกลม

          ฟองอากาศ (Bubbles) หรือฟองสบู่เป็นชั้นฟิล์มบาง ๆ ของน้ำสบู่ที่ห่อหุ้มอากาศไว้และก่อตัวเป็นทรงกลม โดยมีพื้นผิวเป็นสีรุ้ง เมื่อมีแสงตกกระทบพื้นผิวของฟองสบู่จึงจะทำให้มองเห็นสีที่แตกต่างกันออกไป ทั้งนี้สีของพื้นผิวของฟองสบู่จะแตกต่างจากสีรุ้งของรุ้งกินน้ำที่เกิดจากการหักเหของแสงที่ความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน โดยสีที่มองเห็นในฟองสบู่นั้นเกิดขึ้นจากการแทรกสอดของแสงที่สะท้อนออกมาจากแสงที่ตกกระทบชั้นฟิล์มบาง ๆ ของฟองสบู่ทั้งด้านนอกและด้านใน ซึ่งมีทั้งการแทรกสอดแบบหักล้างและเสริมกัน ขึ้นอยู่กับความหนาของชั้นฟิล์มของฟองสบู่และมุมที่แสงตกกระทบ

ภาพที่ 2 พื้นผิวของฟองสบู่มีสีรุ้งที่เปลี่ยนแปลงไปมา
ที่มา https://pixabay.com , PublicDomainPictures

          โดยทั่วไปในธรรมชาติ เรามักจะพบเห็นหยดน้ำเล็ก ๆ หรือหยดน้ำค้างบนใบไม้ซึ่งมีลักษณะเป็นทรงกลมเช่นเดียวกับฟองสบู่ ลักษณะเช่นนั้นเป็นผลมาจากพื้นผิวของของเหลวมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลเข้าด้วยกัน และพยายามที่ดึงพื้นผิวของของเหลวให้ตึง โดยแรงดังกล่าวเรียกว่า แรงตึงผิวของของเหลว

          แรงตึงผิว (Surface Tension Force) เป็นแรงที่เกิดขึ้นบริเวณพื้นผิวของของเหลวที่พยายามดึงโมเลกุลที่ผิวหน้าของของเหลวเพื่อทำให้มีพื้นที่ผิวที่น้อยที่สุดหรือเพื่อไม่ให้พื้นผิวขาดออกจากกัน โดยมีทิศขนานกับผิวของของเหลว และตั้งฉากกับเส้นขอบที่ของเหลวสัมผัส

ภาพที่ 3 แรงตึงผิวของของเหลวทำให้หยดน้ำค้างมีลักษณะเป็นทรงกลม
ที่มา https://pixabay.com , ju1959jjj

          ในกรณีของฟองของเหลวหรือฟองสบู่นั้นจะประกอบด้วยชั้นของฟิล์มบาง ๆ สองชั้น โดยมีชั้นของของเหลวอยู่ระหว่างพื้นผิวทั้งสอง ทั้งนี้แรงตึงผิวจะดึงโมเลกุลที่ผิวหน้าของของเหลวเข้าหากัน และพยายามทำให้ฟองอากาศมีพื้นที่ผิวที่น้อยที่สุดด้วยการหดตัวลงและบีบอัดอากาศภายในจนถึงจุดสมดุล ซึ่งเป็นจุดที่อากาศภายในฟองสบู่มีแรงดันที่เพิ่มขึ้นและต้านการหดตัวของชั้นฟิล์มทั้งสองในทุกทิศทางเพื่อไม่ให้หดตัวต่อไปได้อีก ด้วยเหตุนี้ฟองสบู่จึงมีลักษณะเป็นทรงกลม อย่างไรก็ตามฟองสบู่จะคงอยู่เพียงไม่กี่วินาที และมักจะระเบิดออกเมื่อสัมผัสกับสิ่งอื่นหรือระเบิดออกด้วยตัวเองเมื่อโมเลกุลของของเหลวที่อยู่ระหว่างผิวชั้นนอกและชั้นในระเหยไปจนหมด

ภาพที่ 4 ฟองสบู่
ที่มา https://pixabay.com ,  Alexas_Fotos

          แม้ว่าการเป่าฟองสบู่จะกระตุ้นการทำงานร่วมกันระหว่างการเคลื่อนไหวและการมองเห็นได้เป็นอย่างดี แต่สิ่งหนึ่งที่ควรคำนึงถึงคือความสะอาดและสารเคมีที่เป็นส่วนผสมผลิตภัณฑ์หรืออุปกรณ์ที่ใช้ในการสร้างฟองอากาศที่จะต้องไม่ก่อให้เกิดการระคายเคืองต่อผิวหนังที่บอบบางของเด็ก ๆ

แหล่งที่มา

Soap bubble. Retrieved May 21, 2018, From https://en.wikipedia.org/wiki/Soap_bubble

Surface tension. Retrieved May 21, 2018, From https://en.wikipedia.org/wiki/Surface_tension

Ashish. (2018, April 19). Why Are Bubbles Round?. Retrieved May 21, 2018, From https://www.scienceabc.com/pure-sciences/why-are-bubbles-round.html

จุฑาทิพ ดันน์. ลูกโป่งฟองสบู่เสริมสร้างพัฒนาการ.  สืบค้นวันที่ 21 พฤษภาคม 2561. จาก https://th.theasianparent.com/ลูกโป่งฟองสบู่เสริมสร้างพัฒนาการ