熊鑫炎 黄章科 沈丹婷 张 杰 张婷婷 邱为钢

(湖州师范学院理学院 浙江 湖州 313000)



肥皂膜破裂速度的高速摄影实验*

熊鑫炎 黄章科 沈丹婷 张 杰 张婷婷 邱为钢

(湖州师范学院理学院 浙江 湖州 313000)

由高速摄像机拍摄的肥皂膜破裂图片, 得到了圆形和球形肥皂膜破裂时半径和时间数据.数据拟合表明, 肥皂膜以匀速收缩破裂，并简要理论说明这个实验现象.

肥皂膜 破裂速度 高速摄像机

小孩们都喜欢玩肥皂泡，其中过程大家都看到过，但很少有人想过其中有什么物理秘密.肥皂泡漂浮在空中，你用手指轻轻一碰，肥皂泡很快就破裂了.肉眼看来就是一瞬间，或者具体点，10 ms的时间间隔.那么，肥皂(泡)膜破裂过程中，形状有什么变化，破裂边界面以什么速度推进？历史上(1902年)，物理学家瑞利第一次研究这个现象，假定圆形肥皂膜从中心一点破裂，那么理论上破裂分界面是一个半径随时间均匀增大的圆环[1].过了100年，有了高速摄像机，就可以清楚看到肥皂膜破裂的细节，从而更加方便地来研究这个过程[2，3].

图1 圆形肥皂膜的破裂过程

文献[2]的实验用的是圆形肥皂膜，做一个圆形环，浸没在肥皂水中，再小心取出，用热针头轻点肥皂膜的中心，肥皂膜就破裂了.高速摄影下，肥皂膜的破裂界面并不是理想的圆环形，有锯齿状，但可以拟合一个圆形，从而读出圆环半径来.文献[2]附件中有一个肥皂膜破裂的视频，用视频分析软件提取每一帧图片，得到肥皂膜破……