视频欣赏：漂浮液滴
2018-01-18 窗敲雨
中科院物理所
如果把一个小液滴轻轻滴在同一种液体上，我们对它的期待大概是液滴和下方的液体会立刻融合到一起（除非它们的粘度实在太大）。
但如果在高速摄影下进行观察，会发现事情并没有那么简单：
看起来或许像水，不过这里拍的其实是一滴直径1.2毫米的硅油轻轻滴在同种液体上的样子（当然这方面其实水的现象也是一样的），左下角有对应的时间。小液滴在液面上“漂浮”了大概200毫秒之后融合到了下方液体中。融合出现延迟的原因是，在小液滴和下方液体之间存在一个薄薄的空气层阻隔，空气层被小液滴的重量逐渐压薄，然后液滴才能真正接触到下方的液面。
一般来说，这个过程的时间都在毫秒级，不借助高速摄影是看不清的，但其实只要稍微换个条件就能让液滴更长时间地漂浮在水面上：
注意左下角的时间标记。这一次实验中的液体是同一种硅油，液滴的大小也是一样的，但它却在液面上滞留了更长时间，坚持了超过5秒才融合到液面中。而这其中唯一改变的因素是温度：研究者发现，当液滴与下方的同种液体具有明显的温差，且液滴比下方液体更冷时，就能够显著延长液滴漂在液面上的时间。
研究者对此的解释是，当温度不同的液滴和液面靠近时，它们会产生对流（如下图），而液面上的流动也能带动空气流动，有助于向间隙位置补充空气，帮助更长时间托住液滴。
在液体中加入微小的颗粒并用激光照亮，可以看到其中因为温差产生的对流：
这种现象在生活中也可以出现，比如当冷的咖啡奶精被滴到热咖啡上的时候。
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发表于 2018-1-18 18:23
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