液体的表面张力现象

表面张力是发生在液体面上的各部分互相作用的力,它是液体所具有的性质之一。表面薄膜、肥皂泡、球形液滴等都是由于表面张力而形成的。

宋代张世南在《游宦纪闻》卷二中曾记载了一种检验桐油好坏的方法。他说:“验真桐油之法,以细篾一头作圈状,入油蘸。若真者,则如鼓面輓

(m án)圈子上。渗有假,则不着圈上矣。”这种用竹蔑圈试桐油好坏的方法,虽然见于宋代的书籍,在这以前人们一定早已在应用了。

我们现在知道,液体能不能附着在这样的竹蔑圈上,和它的表面张力大小有关。而表面张力也和液体里含的杂质有关。液体含杂质,会使液体表面张力大大减小。因此,如果桐油里含的杂质比较多,它的表面张力比较小, 就不能在竹篾圈上形成一层鼓面状薄膜。我国古代测试桐油好坏的方法,表明人们在实践中掌握了关于表面张力的科学道理。今天学校里给学生演示表面张力现象的常用仪器,也就是一个圆圈,只是一般不用竹篾而用铁丝做成的罢了。

据载,明熹宗朱由校(1605—1627)玩过肥皂泡。当时人称它“水圈戏”。方以智(1611—1671)说:“浓碱水入秋香末,蘸小篾圈挥之,大小成球飞去。刘若愚言,熹宗能戏,以水抛空中成圈。”(《物理小识》卷十二《水

圈戏》)

水的表面张力虽然不算大,但是如果把像绣花针那样的比较轻的物体小心地投放水面(特别是布满气泡的水面),针也能由于水的表面张力而不下沉。我国古代的妇女们就利用这种现象于每年七月七日(农历)进行“丢针” 的娱乐活动。明代刘侗(约 1594—约 1637)、于奕正合写的《帝京景物略》一书卷二《春场》中在记述“丢针”时写到,由于“水膜生面,绣针投之则浮。”这些话表明当时的人们已经提出了表面张力的物理效应的问题。