Капли воды на поверхности луж, помогите объяснить

Сообщение №7903 от Faust 05 января 2002 г. 17:55
Тема: Капли воды на поверхности луж, помогите объяснить

Все мы наблюдали и неоднократно читали про жизнь капли воды на горячей плитке, или жизнь пузырей на поверхности луж во время дождя (говорят, к затяжным дождям). Эти явления объяснятся (по-разному). Но как объяснить жизнь капельки на поверхности лужи до 3-5 секунд?

Летом можно понаблюдать, что во время дождя капля, упавшая в лужу, вызывает не только расходящиеся, но и сходящиеся круговые волны (нелинейность). В результате схождения таких волн с поверхности лужи вверх вырывается вторичная капля, которая тут же падает на поверхность лужи... и иногда не сразу сливается с водой лужи (!), а остается на поверхности воды, постепенно уменьшаясь. Причем уменьшается, как кажется, рывками. И после двух-трех уменьшений исчезает.

Повторение наблюдений
---------------------
К сожалению, я не увлекаюсь фотографией, и не предоставил никаких материалов. Но не думаю, что явление очень редкое. При желании, вторичную каплю можно получить и в ванной. Для этого кран, из которого падают капли, надо водить горизонтально. Тогда шарик Плато (маленькая порция воды, падающая сразу вслед за большой) не повредит картину. Но в ванной вторичная капля едва успевает сформироваться, а в лужах живет долго.

Предполагаемые объяснения
-------------------------
Думается, дело в большом поверхностном натяжении. Ведь дождь прибивает к земле пыль, и на поверхности луж она собирается в большом количестве. Однако если в ванной развести мыло, или стиральный порошок -- явления нет, только пузыри становятся долгоживущими. Тут можно пофантазировать, о статическом электричестве, например.

В Красноярской Летней Школе Красноярская Летняя Школа шел факультатив по физике надлюбаемого. Описываемое явление наблюдалось. Разбиралась даже гипотеза, согласно которой капля быстро вращается и поэтому не тонет :).

Помогите объяснить. Если сложно -- дайте ссылку. Заранее благодарен.


Отклики на это сообщение:

Имхо только поверхностное натяжение.
То же можно наблюдать в кружке с кофе бессонными ночами в сессию.


> В Красноярской Летней Школе Красноярская Летняя Школа

Мужик, а что это за школа такая? Как туда попасть если я студент? Ну очень не хочется опять все лето пить самогон(шутка ес-но).


> > В Красноярской Летней Школе Красноярская Летняя Школа
> Мужик, а что это за школа такая?

Одна из самых первых летних физ-мат школ за Уралом.
Нынче будем 27-ю годовщину отмечать.

> Как туда попасть если я студент?

На сайте Красноярской Летней Школы посмотри условия .
Все зависит от того, что ты за студент :)


> Имхо только поверхностное натяжение.
только поверхностное натяжение?
Воды? На поверхности соприкосновения с чем? Ведь сама себя вода смачивает, это же не ртуть. Значит, адсорбируется какая-то пыль, может, пленка? Сколько пыли надо? Почему капля уменьшается неравномерно?

> То же можно наблюдать в кружке с кофе бессонными ночами в сессию.
Вспомнилось, как завариваются чаинки: тонут и опять всплывают. А вот кофе не пью, поэтому понаблюдать пока не получилось. Бессонными же ночами и пузыри за капли сойдут :)
Можно пояснить, сколько и какого надо кофе сыпать, когда воду капать?
А кто-нибудь исследовал это поподробнее? Ведь явление-то зрелищное. Должно быть и в книжках, да и в интернете...

Спасибо за участие


> Воды? На поверхности соприкосновения с чем? Ведь сама себя вода смачивает, это же не ртуть. Значит, адсорбируется какая-то пыль, может, пленка? Сколько пыли надо? Почему капля уменьшается неравномерно?

Я еще в школе писал реферат по экологии. Поверь , в воздухе уже летает довольно всего, что может дать пленку. На земле тоже куча всякой драни, которая расстворяется в лужах.
Я подобного явления не наблюдал на воде в лужах во время дождя, потому не задумывался(для этого надо знать примерные размеры хотя бы) . Про кофе - я тоже не очень жалую кофе, потому пью редко и самое дешевое. Никаких данных о марке оного сейчас не вспомню. Капля на кофе образуется в рез-те следующего действа:после того, как достаю ложку(сахар которой мешаю), с нее срывается капля и не всегда сразу тонет, бывает покатается. Вспоминаю как однажды забавлялся этим, уже после того как вода перестала вращаться в кружке(из-за того, что сахар мешал), так что это тут ни при делах. В кофе же много всыких веществ, вероятно есть что-то масденистое, так что думаю тут чистое пов. натяжение. Или возможно на ложке оставалось что-то иное , нежели вода с кофе, вероятно та пленка, что была на по-ти. Вообще не задумывался, что так интересно может оказаться это.

Еще подобное наблюдал, когда катался на лодке - капли от весел тоже катаются по воде(довольно большие - 5 мм в кофе редко 1 мм в диаметре). Я сам с Урала, озеро там же(Тургояк). Я подумаю откуда там пленка(экология тех мест мне знакома хорошо) и напишу свои соображения. Тут кстати и вращению есть откуда взяться.

> > То же можно наблюдать в кружке с кофе бессонными ночами в сессию.
> Вспомнилось, как завариваются чаинки: тонут и опять всплывают. А вот кофе не пью, поэтому понаблюдать пока не получилось. Бессонными же ночами и пузыри за капли сойдут :)
> Можно пояснить, сколько и какого надо кофе сыпать, когда воду капать?
> А кто-нибудь исследовал это поподробнее? Ведь явление-то зрелищное. Должно быть и в книжках, да и в интернете...

> Спасибо за участие


на лужах еще бывает масляно-бензиновая пленка от автомобилей.
Вода ни в бензине ни в масле не растворяется. Поэтому при достаточно толстой такой пленке маленькая капля может лежать на ней.


> на лужах еще бывает масляно-бензиновая пленка от автомобилей.
> Вода ни в бензине, ни в масле не растворяется. Поэтому при достаточно толстой такой пленке маленькая капля может лежать на ней.

Спасибо за объяснения!
Если я правильно понял, модель такова:

”Капля

Тут есть три вопроса:
1) Как получить эффект экспериментально в стакане?
2) Откуда в реке или луже достаточно толстый слой масла (бензина)?
3) Особенности явления. Как поместить на масляную пленку каплю воды без пленки? Почему капля живет секунды, уменьшается неравномерно...?

По первому вопросу.
С кофе, вероятно, явление можно наблюдать отнюдь не всегда. Не помогает ни изменение температуры, ни сахар, ни даже, скажем, слой сливочного масла... который, кстати, дает прекрасные кольца Ньютона.
У меня под рукой оказалось пихтовое масло. Пленка получается что надо, хоть 5 миллиметров шириной. Но капли все равно не сидят на поверхности, наверное, слишком тяжелые :)

По второму вопросу.
Самые большие капли (действительно, около 5 миллиметров в диаметре) на поверхности воды можно наблюдать в реке, во время дождя, или от брызг, создаваемых веслом. Лично я наблюдал это на реке Мана вблизи Красноярска. Раньше там был сплав леса, теперь катаются моторные лодка, выпадают загрязненные осадки, это, пожалуй, исчерпывает антропогенное влияние, к тому же, что-то вымывается из почвы ручьями. Не думаю, чтобы этого хватило на покрытие всей реки достаточно толстой пленкой, обладающей достаточным поверхностным натяжением, но без интерференции отраженного света.
Хотя бы иметь оценку требуемой толщины пленки...

По третьему вопросу.
???
Тут действительно требуется нетривиальное расширение теории.

И еще...
А приходилось наблюдать явление с масляно-бензиновой пленкой?
Может, масло и бензин образуют несколько слоев?


налил в стакан в воду подсолнечное масло.
Масло всплыло и образовало слой меньше 1 мм.
После этого с конца ножа накапал капли получились примерно по 2 мм.
На поверхности масла лежат устойчиво. каждая в своей ямке.
Даже не притягиваются друг к другу и не сливаются.
Бензин можно налить более тонким слоем, но под рукой нету.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100