神奇的表面張力

大家在湖面或者河面上見過圖1中的小家伙嗎？它可是輕功大師，號稱“水上漂”的水黽。那么，它為什么可以浮在水面上呢？今天，讓我們一起來探索這個神奇的現象吧！

1.準備材料：紙杯、回形針和一些水，如圖2。

2.向紙杯中加滿水，如圖3。如果我們再往杯中放回形針，水會溢出來嗎？

3.向杯中緩慢放入回形針，直至有水溢出紙杯，記下剛好有水溢出時放入回形針的數量，如圖4。

大家放了幾根回形針水才溢出紙杯的呢？此次實驗，劉老師可是足足放了117根哦！我們一開始就在紙杯中加滿了水，可為什么放了這么多回形針水才溢出來呢？

原來是表面張力的原因。在水和空氣的分界處，水分子會受到來自內部水分子和空氣中氣體分子共同的作用力，這些力是不平衡的，從而導致水表面有自動縮小的趨勢，形成表面張力。表面張力的存在使得水面上像覆蓋了一層具有彈性的“膜”。因此，當我們向加滿水的紙杯中繼續放入回形針時，雖然水面已經超出杯口，但在這層“膜”的保護下，水并沒有溢出紙杯。

表面張力的存在不僅讓水黽有了“水上漂”的能力，在日常生活和科學研究中也有著重要的應用。例如，我們在使用滴管、移液器等工具進行液體分配與測量時，表面張力會使液體形成穩定的液滴，從而使得我們能更準確地控制液體的體積。因為在表面張力的作用下，液滴是球形或近似球形的，這方便了我們的測量和分配。在涂裝和印刷工藝方面，表面張力影響著涂料或油墨在基材上的鋪展和附著效果。人們通過調節表面張力，可以優化工藝參數，提高產品質量。

此外，在生物醫學領域中，藥物分子與細胞膜之間的相互作用也與表面張力有關。通過研究表面張力，我們可以更深入地了解細胞膜的性質和功能，為藥物研發提供有力支持。

（作者單位：江蘇省海安市開發區實驗學校）