分形手指组图·物理学院22级唐净如

这张“分形手指组图”展现了黑色墨水与酒精混合物在丙烯酸涂料上相互作用时产生奇妙图案的过程。这种现象是由于马兰戈尼效应引起的流体不稳定性所致。

马兰戈尼效应是指在两种表面张力不同的液体界面之间存在张力梯度时，质量移动的现象。在这张照片中，墨水与酒精的混合物由于表面张力的差异，产生了从表面张力低的区域向表面张力高的区域流动的趋势，形成了独特的分形结构。

分形是数学中研究自然界中不规则、复杂形状的一个分支，它们通常具有自相似的性质，即在不同尺度上呈现出相似的结构。分形的维数可以是非整数，这使得它们在几何上与传统的欧几里得几何图形截然不同。在物理学中，分形的应用广泛，它们可以用来描述和分析非线性系统中的现象，如分形凝聚、流体动力学中的湍流等。

在这张照片中，分形手指的形成过程涉及到流体动力学和表面化学的复杂相互作用。丙烯酸涂料的表面张力与墨水和酒精混合物的表面张力之间的差异导致了流体的不稳定性，这种不稳定性随着混合物在涂料表面的扩散而发展，形成了具有分形特性的复杂图案。这些图案不仅展示了自然界中普遍存在的分形结构，也揭示了流体界面动力学的微妙之处。

通过这张照片，我们可以直观地感受到分形在现实世界中的体现，以及它们在艺术和科学中的美学价值。