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露珠为什么是球形的

2023-05-26

学苑创造·B版 2023年5期
关键词:玉盘表面张力露珠

露水在诗人眼里别有一番风味。唐代诗人韦应物在《咏露珠》中写到:“秋荷一滴露,清夜坠玄天。将来玉盘上,不定始知圆。”我们在日常生活中,可以观察到雨后树叶、草上的小水珠都接近于球形,这是为什么呢?原来,露珠的形状与表面张力有关。

表面张力是分子间作用力的一种表现,它发生在液体和气体接触的表面,因此称为表面张力。露珠的表面实际上是空气和水的界面,在这个很薄的界面中存在着表面张力,这种力会使露珠的表面层犹如紧绷的橡皮膜,表现出收缩趋势,从而使露珠尽可能地缩小它的表面面积。我們知道,球形在所有等体积的几何体中,表面积最小。因此,在表面张力的作用下,露珠总是力图保持球形,这就是“将来玉盘上,不定始知圆”的原因。

我们可以做一个验证表面张力理论的小实验。先准备一只普通的杯子,往杯子里注水,当水注满了以后,继续缓慢地往杯子里注水。这时,你会发现杯子里的水不会立刻溢出,水平面还会一点一点地鼓起,形成一个凸面,在水将溢未溢的时候,水面像一个大气泡一样颤动,像有一层水膜拉着水不让它流下去似的。如果继续加水,水才会“哗啦”一下流出来,这就是表面张力造成的。

(本文根据《科普时报》、七一网登载的相关内容整编。)

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