Даже ребёнок знает, какую форму имеет то или иное тело. Но вот если спросить его про форму жидкости... Впрочем, такие изощрённые вопросы обычно детям задают в школе, на уроках физики. И мало кто из ребят даёт правильный ответ.
Но если среди них найдётся какой-нибудь один, особенный, он может кинуть обратку и ехидно поинтересоваться у педагога: "А что такое ОПЫТ ПЛАТО?" Будет очень полезно услышать ответ.
Потому что как раз в ходе этого опыта бельгийский физик Плато выяснил, что жидкость имеет форму шара. Для этого он в стакан разбавленного спирта (водки?..) с помощью пипетки каплю растительного масла. И удивился результату.
Дело в том, что плотности спирта и масла (если подгадать концентрацию алкоголя), практически, равны, поэтому масло оказывается как бы в невесомости, собираясь в идеально круглый шарик. Кстати, в настоящей невесомости любая жидкость, не будучи налитой в ёмкость, обретает такую же форму.
Тот же эффект демонстрирует анилин в обычной воде.
Можно продолжить - аккуратно опустить в стакан какую-нибудь тонкую палочку или проволочку, чтобы она пронзила круглую каплю масла, и заставить её вращаться на этой оси. Масляный шарик уплощается, превращаясь сначала в диск, потом в кольцо, а затем оно разрывается на части, которые становятся самостоятельными капельками и начинают вращаться "по орбитам". Этакая модель возникновения Вселенной в одном отдельно взятом стакане.
А всё это - благодаря силам поверхностного натяжения. Именно они удерживают жидкость в рамках приличия, установленных законами физики.
Джозеф Антуан Фердинанд Плато (14 октября 1801 – 15 сентября 1883) - бельгийский физик и математик. В детстве его считали вундеркиндом, а сам он больше всего на свете любил эксперименты на уроках физики.
В возрасте 14 лет случилась трагедия - мальчик потерял отца и мать, из-за чего тяжело заболел. Но потом, благодаря поддержке своего дяди, он вернулся к жизни, закончил школу и продолжил обучение в Королевском колледже в Брюсселе, а затем закончил физико-математический факультет Льежского университета.
Плато работал профессором экспериментальной физики в Гентском университете. Здесь он долгое время изучал явление инерции зрения (персистенции). Так называют особенность зрительного восприятия, благодаря которой отдельные события, увиденные нами в виде последовательности картинок, кажутся непрерывными.
Он установил, что длительность персистенции зависит от силы и времени зрительного восприятия, цвета и освещенности предмета, и в среднем равна трети секунды (0,34). Именно поэтому оптимальная частота смены кадров в кино составляет 24 кадра в секунду, в мультипликации - не менее 12-18, тогда изображения будут двигаться хоть и немного дёргано, но всё-таки приемлемо.
По ходу дела Плато изобрёл прибор со сложным названием фенакистископ, в основе которого - всё та же персистенция.
Как человек пытливого ума, Плато в 1829 году решил на себе проверить предел сопротивляемости сетчатки человеческого глаза яркому свету и в течение 25 секунд смотрел на полуденный солнечный диск. В результате он временно лишился зрения и был вынужден несколько дней провести в тёмной комнате.
А окончательно ослеп он лишь в 1882 году. Но это уже совсем другая история...
Джозеф Антуан Фердинанд Плато также изучал явления капиллярного действия и поверхностного натяжения. В частности, он исследовал такой, казалось бы, прозаический объект как мыльная пена. И в результате были выведены ЗАКОНЫ ПЛАТО.
Они описывают форму и конфигурацию мыльных плёнок следующим образом:
- Мыльные плёнки формируются из цельных (неразрывных) гладких поверхностей;
- Средняя кривизна части мыльной плёнки везде постоянна в любой точке одного и того же фрагмента мыльной плёнки;
- Мыльные плёнки всегда встречаются тройками вдоль края, называемого ГРАНИЦЕЙ ПЛАТО, под углом arccos(−12) = 120°;
- ГРАНИЦЫ ПЛАТО пересекаются в вершинах по четыре под углом arccos(−13) ≈ 109,47° (тетраэдрический угол).
Если же вы наблюдаете мыльные пузыри, которые не подчиняются ЗАКОНАМ ПЛАТО, знайте - это состояние нестабильное, временное, и очень скоро пузыри перестроятся, чтобы вновь создать стабильную систему.
До кучи можно также вспомнить ЗАДАЧУ ПЛАТО или ПРОБЛЕМУ ПЛАТО - вопрос о существовании минимальной поверхности с заданной границей. И хотя это чистая математика, она тоже вышла "из мыльной пены".
Вы можете поддержать канал, перечислив любую доступную вам сумму на кошелёк ЮMoney 4100 1102 6253 35 (или на карту Райффайзенбанка 2200 3005 3005 2776). И поучаствовать в создании книги по материалам этих статей. Заранее всем спасибо!
