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蜘蛛网上的水珠



  液滴的形状是由其界面能和重力共同决定的.当液滴尺度小于毛细长度时,自由状态下的液滴的形状接近完美的球形.当一个小液体同固体表面有接触时,如果液滴同固体表面完全浸润,液滴将铺开;而在部分浸润的情况下,液滴将维持一个由接触角所表征的泡泡状.液体对一维纤维结构如头发、棉线、蜘蛛丝的浸润会表现出更富美感的图案.由于此处液-固间的界面面积小于液-气间的界面面积,即使液体和纤维材料是完全浸润的,液体也不会均匀地分布,而是形成由肉眼看不见的微观薄膜相连接的的液滴串.如图所示为晨曦中的蜘蛛网,露水在蛛丝上聚集(对许多小动物来说,这是它们获得饮用水的途经),形成一串串晶莹剔透的水珠,煞是好看.类似的通过不均匀分布减小系统总能的相变行为在许多物理学体系中都能观察到,具有普适的意义.
  
  (中国科学院物理研究所 曹则贤 )
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摘自:物理
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