Метод заснований на визначенні діаметра та висоти газової бульбашки або краплі. Великі розміри бульбашки сприяють його деформації в напрямку сили земного тяжіння. Крім цього на деформацію впливає поверхневий натяг середовища, в якій знаходиться бульбашку. Якщо мова йде про краплі, то кривизну поверхні визначає поверхневий натяг рідини, що становить краплю.
Існує одна цікава робота, присвячена виявленню закономірності між деформацією бульбашки і поверхневим натягом: А. Ю. Кошевнік, М. М. кусака, Н. М. Лубман, ЖФХ, 27, вип. 12, стор 1887, 1953р. Дотримуючись висновками авторів, можна стверджувати, що поверхневий натяг обчислюється таким чином (див. малюнок):
s = d2 rg / H,
де
d - діаметр бульбашки;
r - щільність досліджуваного середовища;
g - прискорення вільного падіння;
1 / H - параметр, що залежить від d/2h. Обчислюється за допомогою таблиці.
У скороченому вигляді таблиця виглядає наступним чином:
| d/2h | 1 / H | d/2h | 1 / H |
| 1,15 | 0,3304 | 1,6 | 0,06132 |
| 1,2 | 0,2373 | 1,65 | 0,05527 |
| 1,25 | 0,1824 | 1,7 | 0,05018 |
| 1,3 | 0,1466 | 1,75 | 0,04584 |
| 1,35 | 0,1212 | 1,8 | 0,04211 |
| 1,4 | 0,1027 | 1,85 | 0,03886 |
| 1,45 | 0,0885 | 1,9 | 0,03604 |
| 1,5 | 0,07749 | 1,95 | 0,03353 |
| 1,55 | 0,06860 | 2,00 | 0,03132 |
На перший погляд, досить складно зібрати експериментальну установку для визначення поверхневого натягу. Перше, що спадає на думку - це використовувати катетометр, який дозволяє визначати розміри предмета на відстані. Однак, такий прилад дуже дорогий, особливо в наш час. Можливість використання хорошою фотографічної апаратури теж ентузіазму не викликає.
Мій особистий досвід показує, що можна обійтися більш дешевими засобами. Свого часу я займався фотографуванням газових бульбашок методом експонування зображення безпосередньо на фотопапір формату А4. В основі установки був розібраний фільмоскопи, джерело світла якого висвітлював кювету з досліджуваною рідиною, а об'єктив проектував велике зображення на екран з фотопапером. Фокусна відстань об'єктиву було 78 мм.
Конструкція кювети була простіше нікуди: звичайна спектрофотометричну кювету (l = 5 см) накрита покривним склом. Під скло видувається бульбашка повітря. Кювету стояла в лотку з піском, щоб її можна було легко вирівняти вдавленням в пісок за допомогою бульбашкового рівня.
Перш ніж домогтися задовільних результатів, мені довелося подолати проблему з калібруванням. Слід було знайти необхідний еталон з відомими розмірами і помістити його точно в те місце, де перед цим перебував бульбашка повітря. Добре підійшов як еталона кульку від підшипника. Оскільки він ідеально круглий, дуже легко підрахувати вертикальну та горизонтальну поправки. Я маю на увазі ту обставину, що зображення кульки не буде круглим, оскільки екран, на який проектується зображення, розташовується не строго перпендикулярно оптичної осі об'єктиву, а поправки дозволять обчислювати дійсні величини висоти і ширини проектованого об'єкта.
Проблему з позиціонуванням кульки і бульбашки повітря я вирішив теж просто: над позиціонується об'єктом я помістив звичайну трубку з діаметром, приблизно рівним діаметру кульки і бульбашки. Якщо дивитися через неї, не наближаючи очей до трубки, то можна домогтися того, що краї трубки і краю кульки будуть близькі. Це означає, що об'єкт можна буде досить точно поміщати в один і теж місце. Самі за себе говорять результати вимірювань розміру кульки:
Результати вимірювання зображення кульки діаметром 7,938 мм при температурі 220С.
| N досвіду | висота, мм | ширина, мм |
| 1 | 169,4 | 170,4 |
| 2 | 169,5 | 170,25 |
| 3 | 169,6 | 170,25 |
| середнє | 169,5 | 170,3 |
Нескладний розрахунок показує, що помилка операції позиціонування і вимірювання становить 0,06%.
Про алгоритм вимірювання параметрів газової бульбашки я можу розповідати довго і з захопленням, але в даний час, коли можна без зусиль знайти комп'ютер зі сканером, це нікому не цікаво.
Скажу одне: в обробці зображень об'єктів еліптичної форми без комп'ютера я досяг успіху. Робив я це за допомогою штангенциркуля, прозорої плівки для епідіаскопа, швейної голки і лінійки.
Не потрібно говорити про те, що для зменшення помилки досліди потрібно проводити серіями. Кожна серія повинна складатися з фотографування еталона (кульки) і аналізованого об'єкта (краплі або бульбашки). Фотографування повинно проводитися на фотопапері однієї партії. Після прояви, ступінь вологості фотопаперу повинна бути однаковою.
Якість обробки зображень було під стать точності позиціонування бульбашки повітря. Результати експериментів, проведених на одному бульбашці, були наступними:
| N досвіду | h, мм | d, мм |
| 1 | 78,65 | 252,5 |
| 2 | 78,6 | 252,2 |
| 3 | 78,6 | 252,35 |
| середнє | 78,6 | 252,4 |
*) У кожному досвіді пляшечку заново позиціонувався.
Отримані результати дозволяють сподіватися, що можна проводити вимірювання поверхневого натягу з точністю 0,1 дин / см.
Тільки в одному я не досяг успіху. Я наївно вважав, що покривне скло, під яке видувається бульбашка, може бути шорстким (матовим). Шорсткість була потрібна для того, щоб утримувати бульбашка на одному місці. Однак виявилося, що шорстке скло не дозволяє домогтися відтворюваних результатів. Мабуть, слід використовувати слабовогнутое скло, благо це випробувано в ряді робіт.