Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

СТЕНА ИЗ МЫЛА И ВОДЫ

В материалах рубрики использованы сообщения следующих изданий: "New Scientist" (Англия), "Bild der Wissenschaft", "SZ Wissen" и "VDI-Nachrichten" (Германия), "Зa m'interesse", "Dеcouverte", "Recherche" и "Science et Vie" (Франция), а также сообщения агентств печати и информация из Интернета.

Французские физики, сотрудники университета Гренобля, научились делать вертикально висящие мыльные пленки шириной 2-3 метра и длиной 18 метров. Впрочем, длина ограничивается, по-видимому, лишь высотой зала, в котором проводятся такие опыты. Пока самым высоким предоставленным под мыльную пленку залом оказался холл под куполом парижского Дворца открытий (это нечто вроде нашего Политехнического музея в Москве или существовавшего до войны в Ленинграде Дома занимательной науки).

С потолка зала свешиваются параллельно две лески, соприкасающиеся одна с другой. На них сверху капля за каплей подается мыльный раствор. Затем эти полимерные нити начинают потихоньку раздвигать: если вы желаете получить пленку сравнительно небольшой длины _ то вручную, если особо длинную _ то электромоторчиком через многократный редуктор. Верхний конец лесок раздвигать очень сильно нельзя, так как отсюда, сверху, подается вода с мылом. Нижний конец двойных нитей раздвигают на ширину до 3 метров, получается трапециевидная фигура из мыльной пленки. Ее толщина порядка 0,15 микрометра. В переливающихся цветах пленки, возникающих в результате интерференции света (см. "Наука и жизнь" № 6, 2000 г.), должны преобладать пастельно-розовый и нежно-зеленый. Если подается слишком мало раствора, в пленке начинают преобладать чистые основные цвета и видны турбулентные потоки. Если мыльного раствора слишком много, пленка становится толстой и цвета совсем исчезают. Подачу раствора и скорость расхождения концов полимерных нитей надо тонко регулировать, чтобы пленка не лопнула. Лопается она в результате испарения воды и стекания раствора вниз, причем первый разрыв появляется чаще всего в одном из углов трапеции. Если процессы ее поддержания удачно отрегулированы, пленка держится 10 минут и дольше. Рекорд, полученный в закрытом зале, при отсутствии посетителей и во время дождя (влажность воздуха была повышенной) составил 20 минут.

Если "взрыв" обычного мыльного пузыря или небольшой мыльной пленки занимает одну десятую секунды, то гигантские мыльные трапеции исчезают лишь за несколько секунд, и за процессом можно наблюдать. Скорость распространения "фронта разрыва" соответствует скорости звука в мыльной пленке. Для "толстой" пленки в один микрометр это несколько метров в секунду.

Когда сверху по пленке стекает мыльная вода, сила тяжести ускоряет ее падение, а сила трения о воздух, возрастающая со скоростью падения, тормозит этот поток. Когда две силы уравниваются, устанавливается постоянная скорость течения, близкая к скорости звука в пленке. Возникает ситуация, похожая на полет самолета со скоростью звука или около нее: впереди потока мыльной воды образуется "ударная волна". Так, пока геометрию крыльев и фюзеляжа самолетов не изменили, ударная волна мешала преодолеть звуковой барьер; при попытке увеличить скорость самолет начинал вибрировать и мог разрушиться. Если мыльная пленка слишком толста, поток превышает скорость звука, пленка начинает вибрировать и лопается. Так что надо точно регулировать подачу воды, чтобы избежать возникновения ударной волны. Установка, смонтированная во Дворце открытий, полностью автоматизирована, все процессы регулирует компьютер. На пленку направлен луч света, за его отражением следит телекамера. Когда пленка лопается, отражение исчезает, компьютер сводит концы полимерных нитей вместе, и весь процесс начинается сначала.

Основа раствора - одно из продающихся во всех супермаркетах средств для мытья посуды, разведенное обычной водопроводной водой. Но авторам идеи пришлось поэкспериментировать, пока подобрали наилучшее средство и его концентрацию.


Случайная статья


Другие статьи из рубрики «О чем пишут научно- популярные журналы мира»

Детальное описание иллюстрации

Смочив руку мыльной водой, ее можно просунуть сквозь пленку. Рука проходит насквозь, и пленка не лопается. Женская рука может пройти сквозь пленку целиком, до плеча, а мужчинам удается просунуть только часть кисти - дальше рука слишком волосатая; даже мыло не помогает.