摘要: 有些小蟲子是能夠在水面上站立和行走的，比如題圖中的那樣。 金屬曲別針放在水里會(huì)沉底，而如果把它小心翼翼地放在水面上，也可以讓它們漂浮在水面上： 這是為什么呢？主要的原因其實(shí)就是它們的個(gè)頭夠小。當(dāng)物體的尺寸小到一定程度之后，表面張力就會(huì)產(chǎn)生(相對(duì)而言)相當(dāng)強(qiáng)大...
有些小蟲子是能夠在水面上站立和行走的，比如題圖中的那樣。
金屬曲別針放在水里會(huì)沉底，而如果把它小心翼翼地放在水面上，也可以讓它們漂浮在水面上：
這是為什么呢？主要的原因其實(shí)就是它們的個(gè)頭夠小。當(dāng)物體的尺寸小到一定程度之后，表面張力就會(huì)產(chǎn)生(相對(duì)而言)相當(dāng)強(qiáng)大的效果。
表面張力是什么?在一種均一的物質(zhì)內(nèi)部，分子在各個(gè)方向的受力也是比較平均的，但是在表面情況卻不同。就拿水和空氣的界面來說，處在最表面的水分子受力就不平均，內(nèi)部水分子對(duì)它們的作用力大，而空氣中分子的作用力卻小得多，這樣一來，在表面上就產(chǎn)生了趨向于拉著表面回縮的力。
一個(gè)大個(gè)兒的物體可以在水和空氣的交界面上穿梭自如，但是一個(gè)個(gè)頭足夠小的物體卻比較容易被擋住，這其實(shí)是彎曲液面搗的鬼。無論是從哪一面穿過，當(dāng)物體想要穿過水和空氣的交界面時(shí)，液面都會(huì)產(chǎn)生一定程度的彎曲，而表面張力會(huì)拉著液面回縮，并產(chǎn)生一個(gè)阻止物體穿過的阻力。
這個(gè)圖中畫的是從水中到水面的過程，反過來也是類似的。在液面彎曲時(shí)，表面張力所產(chǎn)生的這個(gè)附加阻力的大小與液面的彎曲程度有關(guān)。對(duì)于大個(gè)的物體來說，液面彎曲程度低，所以對(duì)應(yīng)的力比較小，而小個(gè)頭的物體則要面對(duì)更彎曲的液面和相對(duì)自己個(gè)頭而言更大的阻力。對(duì)于水來說，一個(gè)物體的直徑小到3毫米左右時(shí)，水面對(duì)它產(chǎn)生的阻礙作用就已經(jīng)很明顯了。
對(duì)于上面說到的小昆蟲和曲別針而言，表面張力產(chǎn)生的這個(gè)力也是阻止它們穿過水面的關(guān)鍵。
對(duì)于一些水中的浮游生物而言，如果不是速度足夠快的話，也很難沖破這道阻礙，反過來從水中到達(dá)空氣中。
彎曲液面的這種特性還和許多常見的現(xiàn)象有關(guān)系，比如毛細(xì)現(xiàn)象，其實(shí)就是被下凹的彎曲液面“拉”著走的。這樣的作用力被稱為彎曲液面的附加壓力。
