初秋(qiu)的清晨去郊外晨練的時候，你(ni)會看到草(cao)葉上圓形的露珠在陽光下閃閃發亮，露珠為(wei)什么是球(qiu)形的？

我們可(ke)以(yi)做(zuo)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)小(xiao)實(shi)驗，取(qu)一(yi)(yi)(yi)(yi)只普通的(de)(de)(de)杯子，往(wang)(wang)杯里注(zhu)(zhu)水(shui)(shui)(shui)(shui)，當水(shui)(shui)(shui)(shui)滿了(le)以(yi)后，不要(yao)停止，繼續(xu)緩慢往(wang)(wang)里注(zhu)(zhu)水(shui)(shui)(shui)(shui)，你會發現杯子充滿后水(shui)(shui)(shui)(shui)不會立刻溢出，之后水(shui)(shui)(shui)(shui)平面(mian)會一(yi)(yi)(yi)(yi)點(dian)一(yi)(yi)(yi)(yi)點(dian)地鼓起，呈(cheng)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)凸(tu)液(ye)面(mian)，在水(shui)(shui)(shui)(shui)將(jiang)落(luo)未落(luo)的(de)(de)(de)時候，水(shui)(shui)(shui)(shui)面(mian)像一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)大氣泡(pao)一(yi)(yi)(yi)(yi)樣顫動，像有一(yi)(yi)(yi)(yi)層水(shui)(shui)(shui)(shui)膜(mo)拉著(zhu)水(shui)(shui)(shui)(shui)不讓它流下去(qu)似的(de)(de)(de)。如果繼續(xu)加水(shui)(shui)(shui)(shui)，水(shui)(shui)(shui)(shui)才好像承(cheng)受(shou)不住似的(de)(de)(de)嘩啦一(yi)(yi)(yi)(yi)下流出來，這就是(shi)液(ye)體的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)張力造成的(de)(de)(de)。

表(biao)(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力是分(fen)子(zi)間(jian)作用力的一(yi)種表(biao)(biao)(biao)現，它發生在液(ye)體和(he)氣體接觸的表(biao)(biao)(biao)面(mian)，因此稱(cheng)為表(biao)(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力。用超高倍顯微鏡觀察可以看到，水(shui)是由(you)無數(shu)個(ge)水(shui)分(fen)子(zi)構成，一(yi)個(ge)個(ge)小球(qiu)代表(biao)(biao)(biao)一(yi)個(ge)個(ge)水(shui)分(fen)子(zi)，整(zheng)齊排列(lie)在水(shui)表(biao)(biao)(biao)面(mian)。液(ye)體內部也有無數(shu)個(ge)緊密排列(lie)的小球(qiu)（水(shui)分(fen)子(zi)）。下面(mian)我們對表(biao)(biao)(biao)面(mian)層和(he)內部的任一(yi)小球(qiu)進(jin)行受力分(fen)析(xi)。

液(ye)體(ti)內(nei)(nei)部(bu)的(de)水(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)受到周(zhou)圍(wei)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)對(dui)(dui)它(ta)的(de)作(zuo)用(yong)力(li)(li)，由于(yu)內(nei)(nei)部(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)處于(yu)周(zhou)圍(wei)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)的(de)包圍(wei)之中(zhong)，周(zhou)圍(wei)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)對(dui)(dui)它(ta)的(de)作(zuo)用(yong)力(li)(li)大小相等，方向相反，因而相互抵消，合力(li)(li)為零，所以內(nei)(nei)部(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)受力(li)(li)平(ping)衡。表(biao)面(mian)(mian)層的(de)水(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)，由于(yu)它(ta)位于(yu)表(biao)面(mian)(mian)，空氣一側氣體(ti)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)稀疏，對(dui)(dui)水(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)的(de)作(zuo)用(yong)力(li)(li)要比(bi)液(ye)體(ti)內(nei)(nei)部(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)對(dui)(dui)它(ta)的(de)作(zuo)用(yong)力(li)(li)小很多，合力(li)(li)的(de)結果(guo)就是表(biao)面(mian)(mian)層水(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)受到液(ye)體(ti)內(nei)(nei)部(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)向里拉的(de)力(li)(li)，使得液(ye)體(ti)表(biao)面(mian)(mian)猶如張(zhang)緊的(de)橡皮(pi)膜，收縮使液(ye)體(ti)盡可能(neng)地(di)縮小它(ta)的(de)表(biao)面(mian)(mian)積。

大家都知道，球(qiu)形(xing)是(shi)相同(tong)體積下具有最小表面積的(de)幾何(he)形(xing)體。因此，由(you)于表面張力的(de)作用，液滴總是(shi)力圖(tu)保(bao)持球(qiu)形(xing)。如樹(shu)葉上的(de)水滴往(wang)往(wang)呈球(qiu)形(xing)，是(shi)水收(shou)縮表面積造成的(de)。

本文(wen)由北(bei)京(jing)印(yin)刷學(xue)院物理系副(fu)教授李蜜丹進(jin)行科學(xue)性把關。