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水滴落在水面上:別著急,先跳個舞再說!

(文:米夭其)一滴水,從空中落下,圓滾滾的小身板兒落在平靜的水面上,它居然被水平面彈回,在空中跳起了旋舞!

難道不是立刻投入「大海」的懷抱,為什麼會彈回?這個習以為常的生活現象,其實背後是有大道理的。

365天總有一天會下雨,小雨滴答滴答...落在水窪里。

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水滴落入裝有咖啡的玻璃瓶中,細看還真是沒有融進去

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浴室里,花灑的水滴滴到浴缸中

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讓一滴水輕輕地落在水的表面上,到底為什麼會出現彈回的現象?也許這個問題,一般人不屑於去關注。得益於好奇心的驅使,一群歪果仁擼起了袖子說干就干。這不,揭開水滴落水現象的科學實驗來咯!

他們用了一系列高科技的設備,在超慢的鏡頭下捕捉水滴滴落的瞬間。發現,當水滴滴落水面時,它會在水面上形成多次反彈,並且反彈的振幅慢慢減小...如此循環往複,直到振幅減小到幾乎為零,然後慢慢的完全和水面融為一體。

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看似簡單的現象,卻跟大家理所應當的以為完全不一樣,這就有點兒意思了!

水滴之所以能在水面上「跳動」而沒有完全融入進去,是因為在水滴和水面之間有著薄薄的一層空氣膜,這層空氣膜阻隔了它們的相遇。

在空氣膜的作用下,水滴就像小朋友在蹦蹦床上一樣,彈上彈下;當它跳不動累趴了,能量消耗完之後,就會靜止在水面上,空氣層的厚度慢慢變薄,直到和水面直接接觸,這時水滴會突然融入水面併產生新的一個小水滴,小水滴會向上彈起,然後再重複之前的過程。直到空氣被完全擠壓出去,它們就相親相愛在一起了。(本段文字參考自:http://songshuhui.net/archives/38397)

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除了空氣膜的作用,水的表面張力也是個重要的角色。它是一種物理效應,當水滴跟空氣接觸時,水滴與空氣的分界面上的水分子在各個方向受到的引力是不平衡的,造成表面層中的水分子受到指向水滴液體內部的吸引力,並且有一些水分子被「拉」到水滴的內部。(本段文字參考自:https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E5%BC%A0%E5%8A%9B)

圖示:水的表面張力圖解示意圖

所以水的表面就像橡皮膜一樣有著彈性,總是想達到表面積最小的狀態,於是就以「圓滾滾」的形象示人,Q彈的小身板兒更容易上躥下跳嘛!

一個超級超級慢的鏡頭,睜大眼睛仔細看看水滴的「彈跳能力」!

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平靜的水面上出現水滴「旋舞」的現象,如果水面不平靜又會怎樣呢?於是,他們找來振動器,繼續在振動試驗平台上做測試實驗。

發現水滴在水面「遊走」的神奇現象。原本平靜的水面因為振動產生了微小的波浪,當水滴滴落下來時,水滴在這些小波浪之間滑來滑去,飄蕩不定。

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水滴之所以能在水上「遊走」,第一還是因為當水滴滴落下來時,水滴與水面之間的空氣沒有及時被「趕走」,於是水滴就漂浮在這層空氣上,並沒有完全接觸水面;第二是由於水滴落下來時,受到外界不平衡力的作用,不會處於完全靜止的狀態。空氣層和力二者的作用,形成了水滴在水面「遊走」的現象。

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給你厲害的,你咋不上天呢!說得好,那就上天去試試咯,測試實驗更有意思了,小水滴們都要被人類玩兒壞了。

在太空的環境下,將一顆水滴裡面放個大氣泡,然後再在這個氣泡裡面注很多的小水滴。厲害了,我的人類!簡直就是腦中有洞,心中有夢的典型代表,不得不服了you......

揚聲器裡面還設置了不同的音頻信號,分別是60Hz(赫茲,頻率單位)的正弦波、60Hz的方波、60Hz的三角波。

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再讓這對組合聽個巴赫的大提琴曲子...哇塞,不敢相信眼前的一切,氣泡中的小水滴們個個都放飛自我,來去自如,蹦蹦跳跳,這節奏別提有多歡快了!在太空環境下,水滴處於完全失重狀態,就算撞到水面上,也並沒有融合進去,而是直接反彈回來,繼續蹦躂。

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水滴落下這樣再平常不過的事情,常常容易被人們忽視,可是它的過程簡直太玄妙了。經過科學的實驗和解釋,是不是讓你們大開眼界了呢!

ref:https://www.youtube.com/watch?v=KJDEsAy9RyM

https://www.youtube.com/watch?v=xFLo07H2p8U

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E5%BC%A0%E5%8A%9B

http://songshuhui.net/archives/38397


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