你知道吹肥皂泡里含有怎样的力学知识？

吹肥皂泡很趣味，许多 人儿时玩过。一个个卷圆的球，飘浮半空中，还展现出绚丽多彩的色调，煞是好看。但是，漂亮的肥皂泡一直过一会儿就毁灭了，因此 作家们描述一些幸福而不实际的事，说成肥皂泡的破灭。英国著名小说家马克吐温写过颇具热情的语句来赞颂它：“肥皂泡，你呀，大自然最振奋人心的和最奇特的状况。”

肥皂泡不但是作家、艺术大师的目标，也是生物学家研究的目标。美国知名的科学家开尔文（Kelvin，Lord William Thomson，1824-1907）说过：“吹一个肥皂泡而且观查它，你能用一生之手研究它，而且由它引出来一堂又一堂的物理学课程内容。”

在这儿，我们要刚开始探讨的第一个难题是：水和肥皂水全是液體，为何水就吹不了泡沫而肥皂水就能呢？

原先物质的分子一般都是有一种粘附于其他化学物质表层上的工作能力，科学家称作吸咐。有的化学物质吸咐工作能力非常强，称之为表层活性化学物质，有的化学物质吸附力太弱或是压根沒有，就称之为弱活性物质乃至是沒有特异性的化学物质。二张纸中间沒有吸附力，因此 纪念邮票和信封袋粘不在一起。

水不但与其他化学物质中间的吸附力不太强，便是水的分子结构中间的感染力也较为弱，因此 要把纯碎的水吹出来汽泡来很不易，略微振荡一下就破了。可是假如在水里加上了小量吸附力较强的肥皂或洗洁剂，这种防腐剂就在水分中间充分发挥了吸咐功效，促使水分中间越来越不容易松掉。因此对这类有防腐剂的液體吹汽泡就非常容易，吹出来的汽泡即便历经非常大的振荡也不会裂开。这就是用肥皂水可吹出灿烂夺目的肥皂泡的大道理。

次之，大家来探讨太阳底下肥皂泡的色调。肥皂膜自身是没有颜色的，如同一张全透明的玻璃贴纸一样，太阳在肥皂膜的反面和反面都是造成反射。当太阳越过反面，碰到了反面，马上反射回家；反射回家的光源返回反面，又会造成一定的反射。肥皂膜又太薄，大概仅有1微米厚。那样从反面反射的太阳和背面反射的太阳有的地区波峰焊加在一起，光源就提高，有的地区波谷加在一起，光源就发暗。太阳也是由7种可见光构成的，假如在肥皂薄膜的某一处正好促使双股反射回家的红色光互相相抵了，在这个地方见到的便是失去红色光的太阳，看起来便是深蓝色。而在另一部分，某类复色光获得了提升，展现出去的便是另一种色调。肥皂泡就这样把太阳溶解，展现色彩缤纷的图案设计。珍珠贝和天然珍珠的表层、河面上飘浮的车用汽油膜都是有这类五颜六色，也全是因为原材料的表层薄膜造成的光的干涉所导致的。

如今使我们返回肥皂泡的结构力学难题上去。在20世纪初，法国专家学者普朗特（L.Plandtl，1875-1953）在研究延展性圆柱体的扭曲时，发觉在圆柱体中地应力涵数所考虑的方程组与在自身重量下薄膜考虑的方程组是一样的。因为这一方程组是偏微分方程，那时候测算是很艰难的。因此明确提出用精确测量薄膜的等值线，来获得受扭曲圆柱体热应力流曲线图。这就是那时候在建筑界常见的薄膜类比法,在现代计算机造成以前，它以前是求出延展性圆柱体扭曲地应力的要是方法。

肥皂泡是在界面张力和內部的空气压力功效下的一个球形构造。近些年，大家模仿肥皂泡的基本原理导致了很多大中型构造。大概能够 分成两大类，一类是用薄膜制成气襄，或好几个气襄的组成，用打气泵往气襄打气后，气襄凸起来，称之为打气构造。1986年始建澳大利亚洛杉矶的一座智能服务厅，便是打气构造，能够 容下八万人。它能够 作展览厅，还可以作体育竞赛用。它的內部。另一类是用金属制品一些弯曲刚度非常大的架构，随后把薄膜绷到架构上，它类似前边泊拉托所做的肥皂膜试验，也称之为薄膜构造。图6所显示的是一座发电站的大中型玻璃钢冷却塔。过去这类玻璃钢冷却塔全是用混凝土结构完工的，如今要是生产制造成所必须的架构，随后把一定品质的薄膜绷上来，就可以了。既省时又算料。