近日,台湾“中央研究”院物理研究员吴佩瑾来到苏州,在沧浪街道养一社区“蝴蝶妈妈”读书会上给30个孩子上了一堂“一元硬币上能承载几滴水?”的精彩实验课。老师问题一提出,大家都在猜,有的说是10滴,有的就是15滴。动手一试之后,发现结果大大出乎意料。
吹出来的肥皂泡会自动变成圆球形;荷叶上的水会变成小圆珠状,往杯子里倒水,虽然水满露出杯口但却不外溢,这都是为什么呢?带着这些问题,吴佩瑾将30个孩子分成5组,引导大家做实验。吴佩瑾还让大家猜测一枚1元硬币上可以承载几滴水?李子延跟小组成员讨论了一下,觉得能够滴10滴;徐文馨所在的小组认为,应该是20滴。
“那我们就来实验看看,这个硬币到底能承受多少滴?”吴佩瑾宣布实验开始后,孩子们拿起了吸了水的胶头滴管,全神贯注地滴起来。“哎呀,水溢出来了。”有些孩子手一抖,或是不小心碰到了硬币,水珠就全部掉到了外面,只好重新开始。“10、11、12……”大家一边滴,一边数,这个时候水根本没有溢出来的意思。
这下子,小朋友可来劲了,这么小的硬币,到底能承载多少滴水呢?直到数到“30”的时候,徐文馨这一组的硬币上,水球终于破碎了。有一组最牛,在硬币上滴了69滴水。小朋友们发现,水滴在硬币上,水面居然会鼓起来,很多水滴就是这样被“鼓”在了里面,根本不会掉出来。往硬币上滴水的时候,水滴是球形的,硬币上积起来的水也是鼓的。
那么,水为什么会变成球形呢?吴佩瑾解释说,任何液体都有表面张力,表面张力是液体分子之间互相吸引的结果。液体分子之间不是独来独往的,会三三两两地结合,液体中的分子彼此之间会互相吸引,而在液体内部上下左右的吸引力会互相抵消。但是,液体表面的分子之间的吸引力没有抵消,在表面就形成了“表面张力”。因为这股张力,液体表面会尽量收缩到最小的面积。由于在体积相同的条件下,以球型的表面积最小,所以在表面张力的作用下,肥皂泡、小露珠等也就收缩成球形了。
吴佩瑾介绍,日常生活中,有很多材料可以做成泡泡水,例如:把肥皂切碎溶于水中,也可以用洗碗精或洗发精加水,而将浓度比较高的肥皂水、洗碗精和洗发精三种溶液加在一起,可以让吹出来的泡泡较持久。另外在肥皂水里加入一小匙的砂糖或少许的茶叶,放在阴暗处过夜后,就会发现这种肥皂水吹出来的泡泡颜色不但鲜艳,而且比较不容易破裂。