晨起葉(xie)片上的(de)(de)露(lu)珠會(hui)形成溫潤的(de)(de)半球體，而(er)失重(zhong)環境(jing)下的(de)(de)水滴則會(hui)形成一個完(wan)美的(de)(de)圓球，這是為什么呢？

聽起(qi)來這個(ge)(ge)問(wen)題好像十分簡(jian)單，半(ban)球(qiu)(qiu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)露珠是因為重(zhong)(zhong)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)，而完美的(de)(de)(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)形(xing)(xing)(xing)(xing)水滴(di)則是因為沒有(you)重(zhong)(zhong)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)影響，的(de)(de)(de)(de)(de)確如此，但問(wen)題是，為什(shen)么有(you)重(zhong)(zhong)力(li)(li)作用(yong)就(jiu)一(yi)定形(xing)(xing)(xing)(xing)成半(ban)球(qiu)(qiu)，而失重(zhong)(zhong)環境(jing)下(xia)就(jiu)一(yi)定形(xing)(xing)(xing)(xing)成圓(yuan)球(qiu)(qiu)呢？它們(men)為什(shen)么不(bu)(bu)能形(xing)(xing)(xing)(xing)成三角(jiao)形(xing)(xing)(xing)(xing)、正方形(xing)(xing)(xing)(xing)，又或者是梯形(xing)(xing)(xing)(xing)呢？如果說這些形(xing)(xing)(xing)(xing)狀過于(yu)詭異，那么橢(tuo)球(qiu)(qiu)體(ti)呢？失重(zhong)(zhong)環境(jing)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)水滴(di)為什(shen)么不(bu)(bu)能形(xing)(xing)(xing)(xing)成橢(tuo)球(qiu)(qiu)體(ti)，而非(fei)得是一(yi)個(ge)(ge)標準的(de)(de)(de)(de)(de)圓(yuan)球(qiu)(qiu)呢？這一(yi)切都(dou)源于(yu)四個(ge)(ge)字，那就(jiu)是“表(biao)面張力(li)(li)”。在(zai)生(sheng)活中(zhong)我們(men)經常會聽到(dao)表(biao)面張力(li)(li)這個(ge)(ge)詞，但對于(yu)表(biao)面張力(li)(li)到(dao)底是什(shen)么，可能就(jiu)不(bu)(bu)那么清楚了。

要弄清(qing)楚表(biao)面張(zhang)力到底(di)是什(shen)么(me)，首(shou)先(xian)就得(de)先(xian)弄清(qing)楚什(shen)么(me)是表(biao)面。

物理(li)(li)學(xue)上(shang)所(suo)(suo)講(jiang)的“表(biao)(biao)面(mian)”與我(wo)們生活中(zhong)所(suo)(suo)說(shuo)的“表(biao)(biao)面(mian)”是有(you)一定區別的。自日常生活中(zhong)，任何物體的面(mian)我(wo)們都稱之為“表(biao)(biao)面(mian)”，這(zhe)與該物體是處于(yu)(yu)何種環境之中(zhong)并無關系，但物理(li)(li)學(xue)上(shang)所(suo)(suo)講(jiang)的表(biao)(biao)面(mian)就(jiu)(jiu)有(you)所(suo)(suo)不(bu)同了(le)，物理(li)(li)學(xue)上(shang)所(suo)(suo)說(shuo)的表(biao)(biao)面(mian)指的是“凝(ning)(ning)聚(ju)相(xiang)”與氣體或真空之間的分界面(mian)。在自然界之中(zhong)處于(yu)(yu)凝(ning)(ning)聚(ju)態(tai)(tai)的物質有(you)很(hen)多，而我(wo)們最為熟悉的凝(ning)(ning)聚(ju)態(tai)(tai)就(jiu)(jiu)是通常所(suo)(suo)說(shuo)的液態(tai)(tai)和固(gu)態(tai)(tai)，所(suo)(suo)以(yi)在這(zhe)里(li)我(wo)們也(ye)可以(yi)把凝(ning)(ning)聚(ju)相(xiang)簡單地理(li)(li)解(jie)為固(gu)相(xiang)和液相(xiang)。以(yi)葉片上(shang)的露珠為例，它(ta)(ta)與空氣相(xiang)接(jie)觸的面(mian)就(jiu)(jiu)是它(ta)(ta)的表(biao)(biao)面(mian)。

物理學上(shang)除了有“表面(mian)”的(de)概念之(zhi)外(wai)，還有“界面(mian)”的(de)概念，所謂界面(mian)就是(shi)凝聚(ju)相與凝聚(ju)相之(zhi)間的(de)分(fen)界面(mian)。

可見，表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)就是固體或(huo)(huo)液體與(yu)空氣(qi)或(huo)(huo)真(zhen)空相(xiang)接(jie)觸的(de)面(mian)(mian)(mian)(mian)，而界(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)就是固體或(huo)(huo)液體與(yu)其它固體或(huo)(huo)液體相(xiang)接(jie)觸的(de)面(mian)(mian)(mian)(mian)。明確了表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)與(yu)界(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)，接(jie)下來就該說(shuo)說(shuo)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)能(neng)與(yu)界(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)能(neng)了。物體的(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)是具有(you)能(neng)量的(de)，為什么呢？讓(rang)我們想一想，在一個(ge)水(shui)(shui)(shui)(shui)滴的(de)內(nei)部，水(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)子是均勻分(fen)(fen)布(bu)的(de)，每一個(ge)水(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)子都被其它水(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)子所包圍，但是在這個(ge)水(shui)(shui)(shui)(shui)滴的(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)，情況就有(you)所不同了，在水(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)子與(yu)空氣(qi)或(huo)(huo)真(zhen)空接(jie)觸的(de)地方，外面(mian)(mian)(mian)(mian)并沒(mei)(mei)有(you)其它的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)子，也就是說(shuo)在接(jie)觸面(mian)(mian)(mian)(mian)上(shang)幾(ji)乎沒(mei)(mei)有(you)任何作(zuo)用力。

表(biao)面(mian)之(zhi)外沒有作(zuo)用(yong)力，這(zhe)(zhe)使得表(biao)面(mian)的水分子變得更加活躍，于是就產生了能(neng)量(liang)，這(zhe)(zhe)股能(neng)量(liang)就被我們稱之(zhi)為表(biao)面(mian)能(neng)。

表(biao)面(mian)(mian)能是從何而來的(de)(de)呢？是致使表(biao)面(mian)(mian)產生(sheng)的(de)(de)力(li)(li)所(suo)賦予的(de)(de)。比(bi)如，我(wo)(wo)們要將(jiang)一(yi)滴水(shui)(shui)分成(cheng)兩(liang)(liang)滴水(shui)(shui)，就必須要給它一(yi)個力(li)(li)，比(bi)如彈它一(yi)下，彈完之(zhi)后(hou)，水(shui)(shui)滴一(yi)分為二，表(biao)面(mian)(mian)積(ji)增加(jia)了，而我(wo)(wo)們彈的(de)(de)這股力(li)(li)就成(cheng)為了新增表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)能。如果(guo)我(wo)(wo)們要將(jiang)一(yi)根鐵棍(gun)一(yi)分為二，顯然要比(bi)將(jiang)水(shui)(shui)一(yi)分為二花費(fei)更大(da)(da)的(de)(de)力(li)(li)氣，所(suo)以鐵的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)能要遠超水(shui)(shui)滴。表(biao)面(mian)(mian)有表(biao)面(mian)(mian)能，界面(mian)(mian)自然也有界面(mian)(mian)能，只不(bu)過對(dui)于界面(mian)(mian)而言，兩(liang)(liang)種物質的(de)(de)差異越大(da)(da)，那么(me)界面(mian)(mian)能也就越大(da)(da)。

弄懂了(le)什么是(shi)表(biao)面能，接下來就要說說表(biao)面張力了(le)。

現在(zai)先讓我們回到最開(kai)始的(de)(de)問(wen)題上來，為(wei)什(shen)么葉片上的(de)(de)露珠呈半球(qiu)(qiu)(qiu)體(ti)，而失重環境下的(de)(de)水滴(di)呈現出完(wan)美的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)形(xing)(xing)？因為(wei)無(wu)論是(shi)半球(qiu)(qiu)(qiu)體(ti)，還是(shi)球(qiu)(qiu)(qiu)體(ti)，它們都是(shi)一種表(biao)(biao)(biao)面(mian)積(ji)最小(xiao)(xiao)的(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)，因為(wei)在(zai)體(ti)積(ji)相(xiang)同的(de)(de)情(qing)況下，球(qiu)(qiu)(qiu)體(ti)的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)積(ji)是(shi)所(suo)有形(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)中(zhong)最小(xiao)(xiao)的(de)(de)。為(wei)什(shen)么要保證表(biao)(biao)(biao)面(mian)積(ji)最小(xiao)(xiao)？因為(wei)在(zai)自(zi)然(ran)界之中(zhong)，所(suo)有的(de)(de)物質都要遵循(xun)(xun)“最小(xiao)(xiao)能量原理(li)”，所(suo)謂最小(xiao)(xiao)能量原理(li)指的(de)(de)就是(shi)物質必(bi)須要以最小(xiao)(xiao)能量的(de)(de)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)存在(zai)。很顯然(ran)，表(biao)(biao)(biao)面(mian)能與表(biao)(biao)(biao)面(mian)積(ji)是(shi)正(zheng)相(xiang)關的(de)(de)，表(biao)(biao)(biao)面(mian)積(ji)越大，表(biao)(biao)(biao)面(mian)能就越大，所(suo)以要遵循(xun)(xun)最小(xiao)(xiao)能量原理(li)就必(bi)須要使表(biao)(biao)(biao)面(mian)積(ji)保持最小(xiao)(xiao)形(xing)(xing)態(tai)，于是(shi)水滴(di)就變成了個(ge)完(wan)美的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)體(ti)。

水滴(di)要變(bian)成一(yi)個完美的(de)球體，而要想變(bian)成一(yi)個完美的(de)球體就(jiu)必須依靠一(yi)個作(zuo)用在表面(mian)上的(de)力，這個力就(jiu)是“表面(mian)張力”。

力不會(hui)憑(ping)空(kong)產生，表(biao)(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力從(cong)何(he)而來？當(dang)然是(shi)從(cong)表(biao)(biao)(biao)面(mian)能(neng)而來，事實上，所謂(wei)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力就(jiu)(jiu)是(shi)單位面(mian)積(ji)(ji)上的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)能(neng)，如果列成公(gong)式就(jiu)(jiu)是(shi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力等于表(biao)(biao)(biao)面(mian)能(neng)除以(yi)面(mian)積(ji)(ji)。可見(jian)，表(biao)(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力與表(biao)(biao)(biao)面(mian)積(ji)(ji)的(de)(de)(de)大小(xiao)無關，也就(jiu)(jiu)是(shi)說無論大水滴，還是(shi)小(xiao)水滴，它們(men)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力都是(shi)相同的(de)(de)(de)，不同的(de)(de)(de)只是(shi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)能(neng)而已。弄明白了(le)(le)什(shen)(shen)么(me)是(shi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力，我們(men)也就(jiu)(jiu)知道了(le)(le)困在(zai)水滴里的(de)(de)(de)小(xiao)螞蟻為什(shen)(shen)么(me)爬不出來了(le)(le)，想(xiang)要沖破水滴，就(jiu)(jiu)需要有比水滴表(biao)(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力更大的(de)(de)(de)力氣，而小(xiao)螞蟻的(de)(de)(de)力氣顯然有些不夠。