Мыльная пена - знакомое нам с детства образование, которое возникает почти при любом контакте моющего средства с водой. Если вы сможете внимательно присмотреться к поверхности этой пены, то увидите некоторую закономерность в расположении маленьких пузырьков. И она не так проста, как кажется.
Ещё в первой половине XIX века физик Жозеф Плато из Бельгии изучал процессы образования мыльных пузырей и особенности строения мыльных плёнок, которые способны создавать странные и причудливые конструкции. Ему удалось достаточно подробно описать ряд закономерностей, по которым образуется пена и даже сформулировать законы, позднее названные в его честь. Некоторые из них объясняют очень интересные явления.
Как вы думаете, почему образуется мыльный пузырь? А конкретнее, почему он шарообразный? Что мешает сделать кубический - только без использования специальных поддерживающих конструкций? Подобное ограничение по форме встречается в природе достаточно часто, а в случае пузыря объясняется так: какой бы ни была мыльная плёнка, в любых её точках должна быть одинаковая кривизна.
Видите ли, этот принцип связан с более общим свойством Вселенной. Камень скатывается с горы вниз, батарейка разряжается, чай остывает ровно из-за того, что всякая система стремится уменьшить свою энергию. Чтобы на каждом участке пузыря энергия была минимальна, он должен быть похожим на шар, без выступов или вмятин. Попробуйте надавить на пузырь - и он быстро лопнет. Такое состояние ещё называют состоянием с наименьшей площадью.
Отсюда следуют любопытные свойства пены. Составляющие её пленки могут образовать устойчивую структуру только при условии, что собираются по три штуки под углом 120 градусов . Пересекаясь, эти тройки составляют так называемые "границы Плато". Но и эти границы соединены под углом 110 градусов.
Наверное, вы немного запутались. Не беда. Найдите изображение геометрической фигуры под названием тетраэдр. Если представить себя в его центре и посмотреть вверх, то получится увидеть примерно такую же картину, которая складывается из мыльных плёнок и их границ.
Все эти открытия затем пригодились, когда возникла необходимость описать гравитационное поле... чёрной дыры. Что ещё раз доказывает - законы природы связаны и никогда точно не скажешь, где могут пригодится уже полученные знания.
Было интересно? Посмотрите другие материалы канала и подпишитесь. И не забудьте поделиться записью в социальных сетях :-)
А ещё я пишу книги про физику и астрономию, можете ознакомиться и почитать бесплатный фрагмент или даже купить
Изображение в статье: Rebecca Matthews с сайта Pixabay