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漂浮在水面上的水滴
作者: 发布于:2014-3-17 12:55:57 点击量:

    为什么有时候水龙头滴下来的水珠不会立刻融入到水中,而是会在水面上漂浮零点几秒?

    有的时候,从水龙头上滴下来的水滴不会立刻融入下面的水中,而是会在水面上漂浮个零点几秒的时间。类似的现象经常可以观察到:手洗衣物时滴落到水面上弹动 的肥皂水滴;搅咖啡时溅起又落到杯子里漂浮着的咖啡液滴;把烧热的油倒到盘子里时漂浮在油面上的小油珠…这是为什么呢?

    很多人可能会认为,这两部分液体的表面直接接触并存在某种斥力,从而阻碍着它们融在一起。但事实上,造成这种现象的原因正是这两部分液体没有直接接触—— 它们的中间总是有着另外一种流体的隔断,并起着一种润滑作用。在我们的问题中,这种流体就是空气。一般来说,空气被完全挤出去的时候就是它们相融的时候 [1]。

    这种说法是经过科学验证的。科学家们用硅油做了类似的实验[2]。因为硅油比水的粘度大得多,所以在硅油里发生的同样现象比在水中慢的多而更方便观测。通 过一定的手段,科学家观测到硅油的液面上形成了厘米大小的半球形漂浮硅油液滴,如下图(左)所示:

 

    同时科学家们测量了这层空气膜的厚度随着时间的变化。右图所示从垂直于液面的方向可以看到彩色的同心圆条纹,这是因为空气薄膜而产生的光的干涉,就跟日常 生活中我们在肥皂泡上看到彩色花纹的道理一样。空气薄膜的厚度不同,条纹的颜色、分布也不同。通过测量不同时间的条纹,科学家们还可以得出空气膜的厚度随 着时间的慢慢变薄,最终使得两部分液体融合在一起。

    这个直观的实验可以证明,在水滴的问题中,水滴和水面之间的那层空气薄膜正是造成这种神奇现象的原因。

 




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