تُساعد التجارب العلمية الأطفال على رؤية واستكشاف الحقائق العلمية وتحليل القواعد النظرية وتحفيز الأطفال على الاستمرار في البحث والتطوير. في هذا المقال سنتعرف على تجربة علمية تُسمى بـ "التوتر السطحي" أو كما تُعرف باسمها الشائع "تجربة الفلفل الأسود والصابون".
تُعتبر قُوى التماسك "قُوى الجذب الجزيئية" بين الجزيئات السائلة هي المسؤولة عن الظاهرة المعروفة باسم التوتر السطحي لسطح السائل، فالتوتر السطحي هو التأثير الذي يجعل الطبقة السطحية لأي سائل تتصرف كورقة مرنة. وهو يُشبه الغشاء الدقيق وغير المرئي المركب من الجُسيمات الأَساسية للسائل (ذرات أَو جزيئات). فهو يتكون لأن جُسيمات السائل تُشغل قُوى جذب على بعضها البعض، والتي تتسبب بالتصاقها. الجُسيمات المتواجدة في الجزء الخارجي من السائل غير محاطة بجسيماتٍ أُخرى من كل جوانبها، وهذا يؤدي إلى عدم توازن في قُوى التماسك، وهو المُسبب أيضًا للخاصية الشعريّة. ذلك التأثير الذي يسمح للحشرات بالسير على الماء.
يُمكن رؤية طريقة عمل التجربة في الفيديو القصير التالي:
تبدأ ذرات الفلفل الأسود بالانتشار والثبات على سطح الماء، وعندما يلمس الصابون سطح الماء ينكسر التوتر السطحي؛ ونرى حركة ذرات الفلفل الأسود تُسرع وتنفُر مبتعدةً عن مكان الصابون. وهكذا ينتشر غشاء جديد وصافٍ بشكل تدريجي وخالٍ من الصابون والفلفل.