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為何吹出來的泡泡都是近球形的?

來(lai)源:中(zhong)科院物理所 瀏覽 805 次(ci) 發布時間:2021-08-28

當你(ni)吹泡(pao)(pao)(pao)(pao)泡(pao)(pao)(pao)(pao)的時候,無論用什么泡(pao)(pao)(pao)(pao)泡(pao)(pao)(pao)(pao)圈(quan),吹出來的泡(pao)(pao)(pao)(pao)泡(pao)(pao)(pao)(pao)都是(shi)近球形(xing)的,童(tong)鞋們會懊惱為什么:不(bu)能吹個泡(pao)(pao)(pao)(pao)泡(pao)(pao)(pao)(pao)都是(shi)愛你(ni)的形(xing)狀(zhuang)呢?從受力(li)分(fen)析(xi)而(er)言,當泡(pao)(pao)(pao)(pao)泡(pao)(pao)(pao)(pao)為不(bu)規則形(xing)狀(zhuang)時,其相鄰(lin)的兩點曲率不(bu)一(yi)(yi)樣(yang),則表面張力(li)方向(xiang)不(bu)一(yi)(yi)樣(yang),根據受力(li)分(fen)析(xi),水(shui)會向(xiang)合力(li)的方向(xiang)流動,最后平衡狀(zhuang)態為相鄰(lin)兩點受力(li)一(yi)(yi)致,曲率一(yi)(yi)致。推廣到(dao)整體,就(jiu)是(shi)一(yi)(yi)整個球體形(xing)狀(zhuang)的形(xing)成(cheng)。

形狀不規則曲面(mian)向球面(mian)變換


此外,從能(neng)量(liang)角度上來解(jie)釋。在泡泡形成的過程中(zhong),由于液體表(biao)(biao)面(mian)(mian)分(fen)子之間的受(shou)力不均衡,而內(nei)部分(fen)子受(shou)力平衡,表(biao)(biao)面(mian)(mian)形成時有相對(dui)更(geng)高的能(neng)量(liang):表(biao)(biao)面(mian)(mian)能(neng)。根(gen)據能(neng)量(liang)最(zui)低(di)原理,液體會趨向(xiang)于形成體積一定時表(biao)(biao)面(mian)(mian)積最(zui)小的形狀(zhuang):球形。