(1)用刀從硬質泡沫塊上切下壹小片,加工成圓形(直徑約φ 4 mm)。在飲料瓶瓶蓋裏,先裝半個瓶蓋的水,在瓶蓋中央放壹個小泡沫盤。這時妳會看到小圓片從蓋子的中間慢慢向邊緣移動。快要到邊緣的時候,小晶圓加速到邊緣,盡力爬上蓋墻。最後,小晶片的壹部分在水中,壹部分在水和蓋壁連接處的蓋上(露出液面)。如果用牙簽把小圓盤“推進”瓶蓋中間的水裏,它還是要加速向蓋壁運動,盡力爬上蓋壁。再怎麽“推”,也無濟於事。如圖1a所示。
(2)繼續往瓶蓋裏加水,直到“堆”成凸面。這時,妳會看到小圓盤移動到瓶蓋中水的凸面中心。妳很難用牙簽把它“推到”瓶蓋邊緣。當妳把它推到邊緣時,只要松開牙簽,它就會立刻加速回到瓶蓋中心,停在水中,如圖1b所示。
上述現象的原因是小晶片在水中受到表面張力。液體表面類似於拉緊的橡膠膜。如果液體表面是彎曲的,它往往會變平。所以凹面對下面的液體施加拉力,凸面對下面的液體施加壓力。在這些表面張力的作用下,重量輕的潤濕物體(相對於水)出現上述現象。
(3)在表面張力的作用下,液體的表面趨於收縮到最小,球形物體的表面積是各種同體積物體中最小的。將壹張紙浸泡在融化的石蠟溶液(或植物油)中(變成蠟紙或油紙),在蠟紙(或油紙)上滴上水滴。較大水滴的形狀是扁平的,這是由於重力的影響。對於小水滴,重力的影響遠小於表面張力的影響,水滴是靜止的
它是球形的。將水滴滴在蠟紙、油紙或畫過的桌面上後,也可以做上面(2)中的實驗。
在我們的日常生活中,我們會看到沒有蓋子的盛水容器的壁與水的界面,以及茶杯的壁與茶的界面。幾天後,界面上出現汙垢的原因是由於液體的表面張力。
2壹杯“三級”
(1)取壹個35OmL的透明塑料飲料瓶,切掉2/3,做成水杯。將(廢紅燭)放入蒸發皿中,加熱成液體(註意溫度不要太高)。將上述加工好的小杯斜放,將蠟燭液倒入小杯中,再倒出來,使杯壁“鍍”上壹層蠟,從杯底到杯口寬度約1cm。
(2)實驗:將水倒入上述“特制”的水杯中,肉眼可見“鍍蠟”部分的水面在杯壁處呈凸狀,而無“鍍蠟”部分的水面呈凹狀,凹凸水面高度差約2mm,水杯中央部分的水面呈水平狀。
(3)檢查:如果將上述“小圓盤”放在杯子中央部分的水面上,“小圓盤”基本不會移動,說明這部分的水面基本是水平的,如圖2 (A)所示。把小圓片推到鍍蠟杯的杯壁上,放開,那麽小圓片就會向杯中心移動,如圖2中的B所示。慢慢地把小圓片推向沒有上蠟的杯壁。當它靠近杯壁時,可以看到小圓片迅速移近杯壁,粘在杯壁上,如圖2中的C所示。
出現上述三種情況的原因如下:對於飲料杯來說,水是壹種浸液,杯壁附近的液面因為水浸入飲料杯而向上彎曲,所以小圓盤向杯壁移動的更近;對於“鍍”在飲料杯上的石蠟來說,水不是液體,靠近杯壁的液面向下彎曲,所以小圓盤要向杯中心移動;杯子中央的水面基本是水平的,所以小圓盤基本不動。