说起肥皂膜,不由的让我们想起儿时经常玩的一个游戏——吹泡泡。一根吸管,蘸点肥皂水,就能吹出无数个晶莹剔透的泡泡,在阳光的照射下五颜六色、绚丽多彩,格外美丽。为什么肥皂水能拉起肥皂膜吹出肥皂泡呢?如果你想了解肥皂泡背后的秘密,就跟我来吧。

这里有一件展品,是什么呢?《泡泡世界》。我们来按下按钮,看看会有什么现象发生呢?我们发现,这些不同形状的金属框架从肥皂液中拉出来的时候,框架间形成了形状不同的肥皂膜,这是为什么呢。

奥秘就在于液体的表面张力。

液体表面张力的有趣应用之一就是它能浮起一些原本不易漂浮的物体:如硬币、曲别针、绣花针等。

这可不是什么魔术,也不借助什么巧劲。表面张力是分子力的一种表现,液面上分子受到内部分子的吸引而使液面趋向收缩,使表面尽可能小,达到最小量状态。说通俗点就是,液体的表面有一种使液体表面积缩成最小的力,或者说一种抵抗表面向外扩张的力,这个力就叫做表面张力。

这件展品就是通过肥皂膜连接金属边框,来实现最小表面的。这些肥皂膜都很偷懒,它们可以找到点或边之间的最小表面,所以,我们称它为最小表面的肥皂膜。

了解了这些,我们就可以轻松的解释生活中许多有趣的现象了。比如:雨后清晨的露珠总是尽可能的呈球形;掉在地上的水银也成珠状,都是由于相同体积的几何体中,球体的表面积最小。

近年来,人们仿照肥皂膜的原理建造了许多大型的膜结构建筑,知道水立方吗?它就是利用肥皂膜原理建成的世界上最大的一座膜结构建筑。

你知道吗,自然界中有一种叫做水黾的昆虫,它被人们誉为水中的溜冰者,因为它不仅能稳稳的浮在水面上,而且还能像溜冰运动员一样的在水面上优雅的跳跃和滑行,水黾的轻功为什么这么好呢?答案就留给你们去寻找了。

展品原理:

当金属框架进入肥皂液中被拉出时,我们可以观察到框架间形成的最小表面的肥皂膜。

表面张力是分子力的一种表现,液面上分子受到液体内部分子吸引而使液面趋向收缩,使表面尽可能小,达到最小能量状态。将框架置于肥皂液中,由于表面张力的作用,联接框内各杆件中的肥皂膜,将是连接这些杆件的所有可能的表面中最小的,在数学上称这种情况为取最小值,分子间能量也处于最小值。