בניסוי הנוכחי נבצע קסם ידוע שמבוצע בדרך כלל בידי קוסמים (מחט בבלון) – נעשה אותו בשתי שיטות שונות ונסביר את העיקרון המדעי שעומד מאחוריו.

ציוד

  • בלון
  • שיפוד עץ דק (למשל מהסוג שמשמש לצלייה על גחלים)
  • וזלין – לא חובה. אפשר במקום זה להשתמש בסבון כלים ואפשר גם לוותר. קחו בחשבון שבלי וזלין הסיכוי שהקסם יצליח יהיה קטן יותר.
  • נייר דבק/סלוטייפ (עבור השיטה השנייה בלבד)

מהלך הניסוי

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:

הסבר

הגומי שבבלון בנוי ממולקולות ארוכות מאוד – "חוטים" (ברמה האטומית) – הקשורים זה לזה, קצת כמו ספגטי דביק בצלחת. המולקולות הארוכות הללו שייכות למשפחה כימית של חומרים המכונים "פולימרים" (פולי=הרבה, מר=יחידות, וביחד "הרבה יחידות"), כי הם עצמם בנויים ממולקולה או יחידה בודדת קצרה שמחוברת לעצמה מאות אלפי פעמים במעין שרשרת ענק.

הקשרים הקיימים בין המולקולות הארוכות מכונים "קשרי צילוב" – והם מה שהופכים פולימר מ"סתם" פלסטיק לחומר אלסטי כמו גומי. הקשרים האלה הם מה שדואג להחזיר את השרשראות המולקולריות חזרה למקומן אחרי מתיחה. אבל הם יכולים לעשות את זה רק עד גבול מסוים: אם כוחות המתיחה חזקים יותר מקשרי הצילוב, הקשרים האלה פשוט יישברו, השרשראות ייפרדו, והגומי יקרע.

כשמסתכלים על קצות הבלון (ליד אזור הניפוח, ובדיוק בתחתית ממול) – רואים שהגומי שם קצת יותר כהה, מפני שבמקומות האלה הוא קצת יותר עבה יחסית לגומי שנמצא בהיקף הבלון (כלומר במרכזו). הסיבה לזה היא שהגומי באזורי הקצה מתוח פחות מהגומי באזורי המרכז של הבלון, ולכן הכוח המותח את הקצוות פחות חזק מאותו כוח במרכז. ההבדל הזה מאפשר לשיפוד לחדור לבלון באזור הקצוות, להידחק בין המולקולות (גם הווזלין מסייע לזה) ואפילו לקרוע חלק מקשרי הצילוב בלי שהבלון כולו ייקרע ו"יתפוצץ". הסיבה היא שבאזור העבה הזה עדיין נשארים מספיק קשרי צילוב שיכולים להחזיק את מולקולת הפולימר שבבלון יחדיו בלי להיפרד.

בצדי הבלון המתוח, הגומי דק יותר, כלומר יש באזור הזה פחות מולקולות ופחות קשרי צילוב, ולכן כניסת השיפוד ששוברת קשרי צילוב מחלישה את האזור עד כדי כך שקשרי הצילוב שנשארו לא עומדים יותר במתח שקיים סביבם והבלון נקרע.

הסלוטייפ – מאפשר לדקור את הבלון גם בצדדיו בלי להיקרע – הוא פשוט מספק חיזוק חיצוני לקשרי הצילוב בין המולקולות ועוזר להם להחזיק את המולקולות במקומן, גם אם השיפוד קורע אחדים מהקשרים. לכן, אם רוצים שהקסם/הניסוי יצליח בשיטת הסלוטייפ, יש להשתמש בפיסת סרט דביק עבה וגדולה יחסית).