一滴水沿玻璃流下,它的行徑路線取決於哪些要素?


剛剛做好一個關於liquid spreading的報告,來講幾句。

這個問題非常複雜......我怎麼聽上去像磚家,不過沒辦法,表面化學/物理/科學 研究的都是這種看上去簡單實際上複雜得不著邊的東西。

簡單的說取決於玻璃表面及表面的各種缺陷各種雜質與水(nnd,還不是純水,是有鹽離子、灰塵......的水)的相互作用。平放的玻璃上水滴的鋪展和這個是類似的問題,只不過豎直情況作用力(重力)是一個方向的。

說行徑路線,不如說水滴與玻璃的接觸線(contact line)怎麼移動。如果能夠模擬出接觸線的變化,行進路線自然有了。

接觸線的變化有很多研究,比如可以從這篇文章看起:http://capfluidicslit.mme.pdx.edu/reference/Unsorted/Leger_RPP1992.pdf

裡面討論了單個缺陷(defect)的情況下接觸線會如何變化,應該怎樣用數學描述。看懂了這個就可以繼續查找多缺陷(按照題目中的情況,是隨機缺陷,而且缺陷還彼此不同)情況下的研究了。

還有一個壞消息,關於水中的雜質、溶質的影響的研究很少(當然是因為很難),我們還是湊合著研究純水吧。

把上面這些算出來,諾貝爾獎會來找你的。不騙你,來拜Pierre-Gilles de Gennes大神http://en.wikipedia.org/wiki/Pierre-Gilles_de_Gennes,讓他的在天之靈保佑你吧。


主要影響應該是玻璃表面上的缺陷


取決於玻璃表面的灰塵 ,水自身的重力 ,水的表面張力等


因素很多,外因是環境,內因是水的構成。綜合起來就是宿命!


你說的行進路線是水滴在空中運行的軌跡,還是滴落在玻璃上之後擴散的軌跡?如果是前者,那主要受到重力,空氣的阻力,以及水滴本身的水的張力和重力結合所導致的水滴形狀的改變的影響。如果是後者的話,主要受到摩擦力,玻璃對水滴的向上的支持力,水分子掙脫分子力束縛時的努力程度,以及水分子在擴散時的空氣阻力和分子引力,重力的影響。好複雜啊。


宏觀上玻璃很乾淨,但從微觀上看,玻璃表面還是有很多很多的毛細裂縫,還有沾在上面的灰塵。水滴的行經路線主要是由這些來決定。

玻璃表面很光滑,對於水滴來說還有一種張力,表面張力,這個力也會對水滴的路徑有所影響


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