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在自然界和日常生活中,液体的表面张力常会引起各种各样有趣的现象。从物理的角度来看,物质的表面与其内部的分子或原子的受力状态是差别很大的。例如,液体内部的一个分子在其四面八方都受到它相邻分子的作用力,但是这些力是可以相互抵消的,因而这个分子的整体受力是平衡的。但是对处于液体表面上的分子而言,它们在一侧受到空气的作用力,在另一侧则受到液体内部分子的作用力,这两个力一般不相等,因而整个液体表面会发生变形。液体的表面分子由于发生变形而产生一种张紧的拉力,称为表面张力。因此液体的表面就具有一种不同于体内的能量,称之为表面能。这些液体表面分子组成了一层薄膜,由于表面张力的作用,这层薄膜会产生绷紧的趋势,这种趋势会使薄膜的表面积或者表面能尽可能地减小。
正是由于表面张力会尽可能地使液滴的表面积减小,所以我们会观察到露珠的形状更接近于球形。液体表面张力是热力学及流体力学中的重要物理参量,润湿角则是反映固液界面润湿性能大小的重要参量。
对光滑固体表面下悬挂的液滴进行了额理论分析,建立了悬挂液滴特征尺寸R和H与液滴表面张力QL和固液界面湿润角θ之间的关系式,计算发现对于特定的p,QL,θ值,液滴质量m与固液界面湿润半径R、液滴高度H满足特殊的曲线关系。利用此关系可以同时测量液滴的表面张力QL以及固液界面的湿润角θ。利用高速摄像机可以清晰记录液滴碰撞滑板整个过程,然后用软件进行单帧回放,对液滴表面张力和固液界面湿润角测量起到了很大作用。