液体的自然形状
一般来说,大部分人都会认为液体是没有什么形状的,原因就在于平时在自然状态下人们也看不到液体可以呈现出什么形状。但不得不说,真理常常掌握在少数人的手中,因为液体其实是有自己的形状的,在自然的状态下,液体呈球形状。由于重力的影响,使我们无法看到其形状,例如,当我们往地板上滴一滴水时,水滴将在地板上呈现平铺状而并不是球形状的;又如,如果我们把水倒入任何一个容器中,呈现的形状将会和容器的形状相同。那我们要怎样才可以看到液体在自然状态下所呈现的球形状呢?其实很简单,只要将水和密度相同的另一种液体倒入同一个容器中,这两种液体会在不受重力影响的情况下呈现出自然状态下自己的形状。
下面我们用橄榄油来做一个实验,进一步向大家解释一下。我们知道,当把橄榄油滴到水中时,橄榄油是浮在水面上的,但当把橄榄油滴到酒精中时,橄榄油却会沉下去,之所以会出现这两种截然不同的现象,主要是因为橄榄油的密度是处于水和酒精之间的。那么如果把酒精和水按一定的比例调成一种混合液,再将橄榄油滴入到混合液中,会出现什么样的现象呢?我们会发现,橄榄油在混合液中既没有上浮也没有下沉,而是悬浮于液体中。假如你再用针筒往混合液中注入几滴橄榄油,那么一个奇妙的现象就会出现在你的眼前,那就是滴入混合液中的橄榄油会聚集变成一个非常大的球体,并且如图39所示,在混合液体中悬浮着。

图39:(蒲雷德的实验)把油滴入酒精和水的混合液中,油成为球形,悬浮在液体中
需要说明的是,在做这个实验时,实验者应该要很有耐心,同时要小心谨慎,否则就可能无法看到上面所出现的大球,而是几个分散的小球。即便这样,这个实验还是有很多乐趣的,大家说是吧?下面我们继续来做这个实验,看看还能探索出什么结论。当你把一根小木棒或者铁丝插入到橄榄油球中心并晃动时,你会看到这个橄榄油球会跟木棒或铁丝一起转动。另外,假如把一个用油浸湿的小圆板附在木棒或铁丝上,再重复上面的做法,你将会发现和上面不一样的现象,油球在转动的过程中首先会呈现扁平状,然后在几秒钟之后,有一部分油会脱离大球体,并且在混合液体中分散漂流。分散出来的小油球依旧呈现出球状。
著名的物理学家蒲雷德是首次做这个实验的人。接下来会详细地为大家讲解一下实验的每一步,感兴趣的话大家可以亲自去感受一下实验的过程。
这实验其实一点都不难,首先,用橄榄油倒满一个洗刷干净的小茶杯,然后,将这个小茶杯置于一个大茶杯中,再把酒精缓慢地注入大茶杯中,直到将小茶杯淹没。最后一步,也是最关键的一步,谨慎地把小勺靠在大茶杯杯壁上,然后把水沿着小勺缓慢地注入。完成这几步后,我们可以观察实验的结果了,你会发现,小茶杯里的橄榄油开始渐渐地凸起来,而且当注入的水达到一定量时,凸起的那部分橄榄油就会摆脱小茶杯的束缚,形成一个大的油球,在水和酒精的混合液体中悬浮着,如图41所示。

图40:从旋转的油球中分离出的油环

图41:蒲雷德的实验