蒋少异

以前在物理课上有过这样一个实验：往一只倒满水的玻璃杯中放回形针，在水溢出前到底能放多少个呢？一开始我们猜二三十个，而实验结果出乎意料——在一个容积约为320 ml，的普通玻璃杯中放了218个回形针后水才溢出！类似的例子还有很多，比如在一枚看似水加到饱和的硬币上还能滴二十来滴水；蚊子无师白通“轻功水上漂”；荷叶上可以聚集晶莹的露珠；肥皂泡能保持原样随风飘远……其实这些现象都归功于液体表面张力，一股可以用数学深入分析的神奇力量。

表面张力是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力，简而言之是使液体表面收缩的力.因外部气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力，所以该分子所受合力不为零，其合力方向垂直指向液体内部，结果使液体表面有自动缩小的趋势，这种收缩力称为表面张力。这一微小力量的大小，可以通过实验借助函数关系式来表示。

我们用个简单易行的实验方法来测液体表面张力大小——毛细管上升法，我们将一支毛细管插入液体中，液体将沿毛细管上升，升到一定高度后，液体处于平衡状态。此时，液面对液体所施加的向上的拉力等于液体向下的力.以γ表示表面张力，ρ为液体密度，h为毛细管中液面上升的高度，γ为毛细管半径，g为重力加速度，θ为液体与管壁的接触角，实验数据如下表：

值得一提的是在实验过程中要注意接触角θ的大小；