全身被巨型泡泡包裹!孩子走進夢幻泡泡隧道,彩虹薄膜緊緊「套」住全身卻不破裂,宛如進入魔法仙境,尖叫與歡笑齊飛,超級適合親子拍照打卡的科學奇幻體驗! 攤位使用兒童泳池(直徑約1-2米)倒入特製泡泡液(水+洗潔精+甘油,比例1:1/3:少許,提前靜置24小時強化),工作人員拉繩快速拉起 形成巨型泡泡膜牆或隧道,讓參與者(小孩優先)站入泳池中央,慢慢拉起第二個從頭頂拉過,將人「套」入完整泡泡筒中。觀眾近距離觀察彩虹干涉色與表面張力,安全濕潤地面避免滑倒,並解釋泡泡形成原理:洗潔精降低水表面張力形成薄膜包裹空氣,濕潤表面防止破裂。
一款物理實驗教具,操作简单,互動性强。
簡介泡沫的流體力學或簡介微分幾何,
可供同學玩。
是一款非常經典的「肥皂泡幾何實驗教具」(又叫肥皂薄膜最小曲面演示器),
主要用來展示「極小曲面」(minimal surface)與「平板極小曲面原理」(Plateau's laws)的物理與數學原理。
主要科學原理: 極小曲面原理(Minimal Surface) 肥皂薄膜會自動調整形狀,
使其表面積在給定的邊界條件下達到最小。這是因為表面張力永遠試圖把表面積縮到最小(表面能正比於表面積)。
數學上,這滿足「平均曲率 H = 0」的條件,也就是在每一点上,薄膜兩個方向的主曲率互為相反數。
常見的極小曲面例子:懸鏈面(catenoid)、螺旋面(helicoid)、Scherk面、Costa面等,這套教具都能輕鬆做出來。
普拉托定律(Plateau's laws,1860年代) 這是描述肥皂泡與肥皂薄膜交會規律的經驗定律,
教具可以完美驗證: 三張肥皂膜相交時,必定以120°角相交(就像三條邊相遇於一點時形成Y字形)。
四條肥皂膜邊緣(Plateau邊界)相遇時,必定以 cos⁻¹(-1/3) ≈ 109.47°(四面體角)相交。
這套教具裡的立方體框架取出後,你會看到中心會自動形成一個小小的正四面體形狀的薄膜,
就是在證明這個109.47°定律。 微分幾何的直觀展示 許多抽象的微分幾何概念,用這套教具一下子就看得懂:
高斯曲率、平均曲率 極小曲面的穩定性與不穩定性(例如雙懸鏈面在超過某個距離後會斷裂成兩個圓) 同倫型不變:
同一邊界可以有不同拓撲的極小曲面 流體力學層面 肥皂薄膜其實是一層極薄(奈米到微米級)的液膜,兩側是空氣,
屬於典型的「自由表面流」問題。表面張力主導一切力學行為,重力可以幾乎忽略,因此才能形成完美的數學曲面。"簡介泡沫的流體力學或簡介微分幾何,
可供同學玩。
是一款非常經典的「肥皂泡幾何實驗教具」(又叫肥皂薄膜最小曲面演示器),主要用來展示「極小曲面」(minimal surface)與「平板極小曲面原理」(Plateau's laws)的物理與數學原理。
主要科學原理: 極小曲面原理(Minimal Surface) 肥皂薄膜會自動調整形狀,使其表面積在給定的邊界條件下達到最小。這是因為表面張力永遠試圖把表面積縮到最小(表面能正比於表面積)。 → 數學上,這滿足「平均曲率 H = 0」的條件,也就是在每一点上,薄膜兩個方向的主曲率互為相反數。 → 常見的極小曲面例子:懸鏈面(catenoid)、螺旋面(helicoid)、Scherk面、Costa面等,這套教具都能輕鬆做出來。 普拉托定律(Plateau's laws,1860年代) 這是描述肥皂泡與肥皂薄膜交會規律的經驗定律,教具可以完美驗證: 三張肥皂膜相交時,必定以120°角相交(就像三條邊相遇於一點時形成Y字形)。 四條肥皂膜邊緣(Plateau邊界)相遇時,必定以 cos⁻¹(-1/3) ≈ 109.47°(四面體角)相交。 這套教具裡的立方體框架取出後,你會看到中心會自動形成一個小小的正四面體形狀的薄膜,就是在證明這個109.47°定律。 微分幾何的直觀展示 許多抽象的微分幾何概念,用這套教具一下子就看得懂: 高斯曲率、平均曲率 極小曲面的穩定性與不穩定性(例如雙懸鏈面在超過某個距離後會斷裂成兩個圓) 同倫型不變:同一邊界可以有不同拓撲的極小曲面 流體力學層面 肥皂薄膜其實是一層極薄(奈米到微米級)的液膜,兩側是空氣,屬於典型的「自由表面流」問題。表面張力主導一切力學行為,重力可以幾乎忽略,因此才能形成完美的數學曲面。
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