噴泉的原理是個(gè)動(dòng)量守恒,從大半徑管道到小半徑管道,產(chǎn)生一個(gè)速度的變化,沖向背離地面的方向。 大半徑的速度由泵帶動(dòng),小半徑中的速度是原來速度,與動(dòng)量轉(zhuǎn)化速度。需要選擇一個(gè)微元計(jì)算動(dòng)量守恒,這樣能求出一個(gè)速度,這個(gè)速度是出口速度,然后就是一個(gè)上拋運(yùn)動(dòng)了,這個(gè)是理想的情況,沒有摩擦,沒有風(fēng)。
也有一些寓意很深的噴泉小品,如布魯塞爾的于廉噴泉。它刻畫了一個(gè)正在聚精會神地撒尿的孩子,相傳敵軍侵占布魯塞爾后要炸毀城里的珍寶館,小于廉發(fā)現(xiàn)燃燒著的導(dǎo)火線,急中生智,朝導(dǎo)火線撒了一泡尿;珍寶館保住了,小英雄卻壯烈犧牲。為了表彰他的功績,1619年建造了這個(gè)噴泉。到20世紀(jì),噴泉發(fā)展成為一種大型水雕塑,用水柱構(gòu)成各種形態(tài)。如日內(nèi)瓦萊蒙湖上聳入云表的大噴泉,建于1958年,它用兩臺1360馬力的水泵,將水噴到145米的高空。 夜晚,巨型探照燈照射著銀色水柱直劃夜空,景色壯觀。英國倫敦的諾姆甲堡噴泉,高2.7米,由一個(gè)造型優(yōu)美、形狀不規(guī)則的金屬殼體構(gòu)成,在殼體邊緣噴射出兩個(gè)水的曲面造型。殼體的底部可以轉(zhuǎn)動(dòng),噴水的壓力可以調(diào)節(jié),能形成多姿多彩的水造型。美國西雅圖的一個(gè)噴泉,由兩根粗大的不銹鋼彎管組成,水由沿管壁安裝的很多小噴嘴噴出,造成實(shí)體水柱的感覺。它的噴水量由人工控制,能形成富有雕塑味的水造型。
現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用,產(chǎn)生了各種自控噴泉。日本的“會跳舞的噴泉”、美國的“華爾茲舞噴泉”,在彩色燈光的照射下,水花能隨著音樂的旋律翩翩起舞。法國巴黎的德方斯廣場上,有的“阿加姆”音樂噴泉,建于1980年,66個(gè)噴頭呈“S”形布置,噴出1-15米高的水柱,能表演格什溫的《藍(lán)色狂想曲》、柴可夫斯基的《悲愴交響曲》、佩潘和阿樂納德合作的《水上芭蕾舞曲》等十多個(gè)精彩節(jié)目。隨著音樂的變化,水柱有時(shí)輕歌曼舞,有時(shí)又挺拔高聳,在絢麗多彩的水柱間還配有鮮艷奪目的火花?;鸹ㄊ怯商刂频幕鸹▏娚涔車姵龅模c水花交織在一起,景觀奇妙。日本的水力噴射動(dòng)物園,在一個(gè)直徑10米水池內(nèi),安裝著6036個(gè)旋轉(zhuǎn)的噴頭。它們能噴射出老虎和獅子搏斗、老鷹和羚羊廝殺等奇妙的場面。這些噴泉多是利用電腦控制水、光、音、色,使噴泉藝術(shù)進(jìn)入嶄新的時(shí)代。
音樂表演噴泉是在程序控制噴泉的基礎(chǔ)上加入了音樂控制系統(tǒng),計(jì)算機(jī)通過對音頻及MIDI信號的識別,進(jìn)行譯碼和編碼,終將信號輸出到控制系統(tǒng),使噴泉的造型及燈光的變化與音樂保持同步。