Tüm Sabun Köpükleri Neden Hep Yuvarlak Bir Şekle Sahip? (Aksi Mümkün Değil)
Sabun köpüklerinin biçimi üzerinde bugüne dek uzun uzadıya düşünmemiş olabilirsiniz. Lakin ufak bir beyin fırtınası yapacak olursak biçimleriyle alakalı birtakım değişik noktalar karşımıza çıkıyor.
Mesela neden her köpük istisnasız yuvarlak bir formda çıkıyor, farklı bir biçimde düşünemiyoruz bile?
Bu olayın, baş karıştırıcı üzere görünse de kolay bir açıklaması var. Biraz fizik bilgimizi konuşturmamız gerekecek! Hazırsanız, başlayalım.
Su molekülleri birbirini hidrojen bağlarıyla çekiyor.
Bu durumu en temelinden anlatmamız gerekeceği için su moleküllerinden kelam etmeden olmaz. Olağanda su molekülleri, sıvının her tarafında eşit çekim kuvvetleriyle dengeleniyor. Fakat sıvının yüzeyinde bulunan moleküller, üstlerinde diğer moleküller olmadığı için sadece altta ve yanlarda çekim kuvvetlerine maruz kalıyor. Bu durum, yüzeyde bir gerilim oluştururken sıvı yüzeyinin mümkün olduğunca küçülmesine neden oluyor.
Sabunlu bir suyun yüzey gerilimi, saf bir sudan daha düşüktür fakat tekrar de yüzeyi küçültme eğilimine sahiptir. Münasebetiyle hür bir formda oluşan köpükler, en küçük yüzey alanına sahip olan yuvarlak biçimi alır.
Bir köpük, aslında sabun molekülleriyle kaplanmış ince bir su katmanından oluşuyor.
Köpüklerin şeklinin neden yuvarlak olduğunu anlamak için iki kıymetli fizikî faktöre bakmalıyız. Bunlardan birisi basınç istikrarı, başkası ise asgarî yüzey alanı prensibi.
Basınç istikrarına baktığımızda, köpüğün içinde bir ölçü hava olduğunu görürüz. Dış ortam ve köpüğün içindeki hava ortasında bir basınç farkı bulunuyor. Yuvarlak bir formda olması, bu basınç farkını her istikamete eşit formda dağıtabilen en ülkü biçim olarak kabul ediliyor.
Eğer farklı bir form alsaydı, kimi bölgelerde daha fazla tansiyon olacağı için köpüğün çökmesine yol açabilirdi.
Peki ya asgarî yüzey alanı unsuru?
Doğada birçok sistem, gücünü en aza indirgemeye çalışıyor. Sabun köpükleri de yüzey tansiyonu sayesinde en az yüzey alanına sahip biçime dönüşüyor. Yuvarlak biçim, belli bir hacmi en küçük yüzey alanı ile kaplayan geometrik bir biçimdir.
Daha büyük yüzey alanına sahip formlar, daha fazla güç gerektirdiği üzere kararsız bir hâle gelir. Bu yüzden özgür biçimde uçuşan sabun köpüğü, daima yuvarlak formda olur.
Birden fazla köpüğün bir ortaya gelerek farklı formlar oluşturduğuna şahit olsak da tek başına bir köpük, hiçbir vakit yuvarlak dışında bir hale sahip olamaz.
