🫧 Świat baniek

Pokazuje bańki mydlane, które dryfują, odbijają się od ścian, zderzają się z sąsiadami i w końcu pękają, tworząc deszcz kolorowych cząstek. Każda bańka jest renderowana z gradientem promienistym, by sugerować opalizujący połysk prawdziwej cienkiej błony mydlanej.

Napięcie powierzchniowe ściąga błonę do wewnątrz, aż osiągnie najmniejsze możliwe pole powierzchni dla uwięzionego wewnątrz powietrza. Kula jest jedynym kształtem, który minimalizuje pole powierzchni dla ustalonej objętości, więc swobodna bańka przyjmuje kształt kuli.

Size ustala promień nowo utworzonych baniek, Wind przykłada poziomy podmuch wiejący w lewo dla wartości ujemnych i w prawo dla dodatnich, a Gravity ustala siłę pionową. Ponieważ bańki mydlane są lżejsze od powietrza, domyślnie lekko ujemna grawitacja sprawia, że unoszą się w górę.

Kliknij puste miejsce, aby utworzyć bańkę, lub kliknij bezpośrednio na istniejącą bańkę, aby ją przebić. Przycisk „Bubble machine" przełącza automatyczny strumień unoszący się od dołu, a „Blow all away" natychmiast usuwa wszystkie bańki z ekranu.

Ciśnienie Laplace'a wewnątrz bańki mydlanej wynosi P = 4 razy gamma podzielone przez r, gdzie gamma to napięcie powierzchniowe błony, a r to promień. Czynnik cztery wynika z tego, że bańka ma dwie powierzchnie (wewnętrzną i zewnętrzną); pojedyncza powierzchnia cieczy daje P = 2 razy gamma podzielone przez r. Mniejsze bańki ściskają powietrze mocniej.

W każdej klatce pętla parami sprawdza każdą parę żywych baniek. Gdy dwie się nakładają, są rozpychane wzdłuż linii łączącej ich środki, a składowa ich względnej prędkości wzdłuż tej linii jest częściowo wymieniana. Sprawia to, że bańki popychają się i trącają nawzajem, zamiast przenikać się na wskroś.

W rzeczywistości światło odbija się zarówno od wewnętrznej, jak i zewnętrznej powierzchni błony mydlanej; te dwa odbicia interferują, a kolor, który przetrwa, zależy od grubości błony. Ta interferencja cienkiej błony tworzy zmieniającą się opalizację. Symulacja przybliża ten efekt za pomocą gradientów promienistych z przesuniętą barwą, zamiast obliczać prawdziwą interferencję optyczną.

Jest to stylizowany, jakościowy model, a nie precyzyjna symulacja. Ruch, wiatr, grawitacja, opór i zderzenia w stylu sprężystym zachowują się wiarygodnie, ale kolory to artystyczne przybliżenie, a bańki nigdy naprawdę się nie łączą ani nie tworzą płaskich wspólnych ścianek, jak prawdziwe stykające się bańki.

Bańka pęka, gdy dotrze do sufitu lub przekroczy swój losowy maksymalny wiek, zazwyczaj między 300 a 900 klatek. Pęknięcie tworzy rozszerzający się kolorowy pierścień i wybuch małych cząstek, które zanikają pod wpływem własnej grawitacji, czemu towarzyszy krótki syntetyczny dźwięk „pęknięcia".

Powierzchnie minimalne i napięcie powierzchniowe pojawiają się w całej nauce i projektowaniu: w pianach i piankach, w dachach i namiotach z naprężonej tkaniny, w kształcie kropel cieczy oraz w prawach Plateau opisujących sposób łączenia się błon mydlanych. Joseph Plateau wykazał, że trzy błony zawsze łączą się dokładnie pod kątem 120 stopni — natura błyskawicznie rozwiązuje problem minimalizacji.