热咖啡表面上的几何图案

来源:互联网发布时间:2009-05-07

当阳光几乎水平地照射满杯的热咖啡时,咖啡表面呈现出以暗线为轮廓,看上去灰蒙蒙的一些多边形,这种图案也能在其它蒸发着的流体中,以及在大气流和海洋环流中见到。
       这种几何图案是怎样产生的?咖啡杯里的图案,是由热水从杯底上升到表面,冷却后又回到底部的环流形成的。在上升的热水上面,有凝结的小水滴被液体表面的蒸汽压支托着。因为液面的蒸汽压不能支托大水滴,而较小的水滴又会迅速蒸发,所以在液面上蒸汽压所能支托的水滴大小,基本上是一致的。
      在下降的冷水区域上,则没有这样悬浮着的水滴,所以呈现清晰的表面,由于咖啡是暗色的,所以这些区域也是暗色的。我们在液面上见到的是上升的热水区域上的水滴的斑纹。如果用显微镜观察上升的热水区域,就会发现:它们好像由密集着的水滴层组成。水滴的密度与液体的蒸气压和空气中的凝结中心的数目有关。
      例如,污染大气中的凝结中心较多,所以形成的水滴也较多。那么,水滴是不是带电的呢?如果用夹布胶木、塑料梳子梳头发(或一段毛线),梳子就带电。不管梳子带正电还是带负电,一旦靠近水滴后就破坏了明亮的热水上升的区域。这说明,水滴是带有电荷的。在明亮的白光照射下,水滴很快显示出迅速变化的各种美丽色彩。产生这些颜色的光散射,称为高阶丁铎尔散射。这种散射的情况比较复杂。因为水滴的大小和可见光的波长差不多,约为1微米,介于能产生虹的大水滴和形成天蓝色的小水滴之间。

    更多精彩文章

    • 验电瓶怎么不灵了?
    • 黑球变银球
    • 来自辐射的热
    • 接冰
    • 听话的火柴
    • 卫生球跳舞
    • 试一试水的表面张力
    • 硬币怕肥皂
    • 水上浮字
    • 验电瓶怎么不灵了?
    • 热咖啡表面上的几何图案
    • 厚纸板变色陀螺
    • 手心上的窗口
    • 物理实验与古代物理学的发展
    手机版 | 电脑版

    Copyright 2015 zixuexi.com