不起眼的水滴濺起：背后居然如此奇妙

水滴濺起的現(xiàn)象看似簡(jiǎn)單，但其背后卻隱藏著復(fù)雜的科學(xué)原理。不過(guò)，現(xiàn)在科學(xué)家覺(jué)得一切變得更加明朗了，他們更理解水滴濺起時(shí)微觀層面上所發(fā)生的變化。

一個(gè)新的數(shù)學(xué)模型表示，這層稀薄得讓人難以置信的空氣能夠引起小水滴從比它大數(shù)倍的水滴中向上濺起，而氣壓和黏度也會(huì)影響水滴濺射的幾率。

據(jù)來(lái)自英國(guó)華威大學(xué)的數(shù)學(xué)家James Sprittles所說(shuō)，事實(shí)上這些空氣層極為稀薄，它們相當(dāng)于1厘米厚、阻擋海嘯波擊打海岸的空氣層。

這個(gè)模型表明，微觀空氣層僅有1微米度——這比人們頭發(fā)的寬度要小50倍——但這足以收攏1毫米的水滴并使水滴集中濺起，而不是均勻地在表面鋪開(kāi)。

“這層空氣的寬度是很窄的，因此它和空氣分子在沖擊中穿越的距離是相似的。所以傳統(tǒng)模型是不準(zhǔn)確的，我們需要一個(gè)微觀的理論。”Sprittles解釋說(shuō)。

小現(xiàn)象，大原理——科學(xué)家對(duì)水滴濺起提出了新假設(shè)

雖然人們之前也提出過(guò)空氣層影響水濺起的說(shuō)法，但這個(gè)新模型能夠更為細(xì)致地解釋：在不同情況下，氣體和液體互相作用所引發(fā)的最小層面的現(xiàn)象。

類似的情況就是山頂氣壓低，水濺起的可能性就會(huì)降低。因?yàn)榭諝夂苋菀拙驮谝后w中逃離出去。

然而，這類型的研究所帶來(lái)的好處遠(yuǎn)不止于幫助登山者預(yù)知他們倒出去的飲料會(huì)不會(huì)濺回來(lái)。

對(duì)于水為何濺起、水如何濺起這兩個(gè)話題的理解對(duì)研究人員很有幫助。從分析犯罪現(xiàn)場(chǎng)的血跡飛濺，到明確向植物噴灑肥料的速度、以防止肥料反濺回來(lái)，這些理解都很有用。

“最具有前景的是，這個(gè)新理論可以應(yīng)用于廣泛的相關(guān)現(xiàn)象中，比如氣候科學(xué)，”Sprittles說(shuō)，“這可以幫助人們了解云形成時(shí)水滴是如何碰撞的，或者幫助人們估計(jì)因降雨而被拉入海洋中的氣體的數(shù)量。”

正如先前的研究所展示那樣，就連水的溫度也能改變它向四周濺起的方式。Sprittles表示，把他提出的新假設(shè)和現(xiàn)有的模型結(jié)合起來(lái)應(yīng)該不會(huì)很難。

下一步是要在這個(gè)基本框架之上建立更復(fù)雜的模型，然后我們將能更好地預(yù)測(cè)在不同類型的環(huán)境下會(huì)發(fā)生什么類型的潑濺。

“一個(gè)日常生活中看似簡(jiǎn)單的小事件背后竟隱藏著如此復(fù)雜的原理，這是你所意想不到的。”Sprittles說(shuō)。