晨(chen)起葉(xie)片(pian)上的(de)露珠會形(xing)成(cheng)(cheng)溫潤(run)的(de)半球體，而失重(zhong)環境下的(de)水(shui)滴則會形(xing)成(cheng)(cheng)一個完美的(de)圓球，這是為什么呢(ni)？

聽起(qi)來(lai)這個(ge)(ge)(ge)問題好像十分簡單，半球(qiu)體的露珠是因(yin)(yin)為(wei)重(zhong)(zhong)力的作用，而(er)完美的球(qiu)形水滴則(ze)是因(yin)(yin)為(wei)沒有重(zhong)(zhong)力的影響，的確(que)如此，但問題是，為(wei)什(shen)么有重(zhong)(zhong)力作用就一(yi)定形成(cheng)半球(qiu)，而(er)失重(zhong)(zhong)環境下(xia)就一(yi)定形成(cheng)圓(yuan)(yuan)球(qiu)呢？它們為(wei)什(shen)么不能(neng)(neng)形成(cheng)三角形、正方形，又或者是梯形呢？如果(guo)說這些形狀過于詭異，那么橢球(qiu)體呢？失重(zhong)(zhong)環境下(xia)的水滴為(wei)什(shen)么不能(neng)(neng)形成(cheng)橢球(qiu)體，而(er)非(fei)得(de)是一(yi)個(ge)(ge)(ge)標準(zhun)的圓(yuan)(yuan)球(qiu)呢？這一(yi)切都源于四個(ge)(ge)(ge)字(zi)，那就是“表(biao)面張力”。在生活中我們經常會聽到(dao)表(biao)面張力這個(ge)(ge)(ge)詞，但對于表(biao)面張力到(dao)底是什(shen)么，可能(neng)(neng)就不那么清楚了。

要弄清楚(chu)表面張(zhang)力(li)到底是什么，首先就得先弄清楚(chu)什么是表面。

物(wu)理(li)學(xue)上(shang)(shang)(shang)所(suo)(suo)(suo)講的(de)(de)(de)“表面(mian)(mian)”與(yu)我們生(sheng)活中所(suo)(suo)(suo)說的(de)(de)(de)“表面(mian)(mian)”是(shi)(shi)(shi)有一定區(qu)別的(de)(de)(de)。自日常(chang)生(sheng)活中，任何物(wu)體(ti)的(de)(de)(de)面(mian)(mian)我們都稱之(zhi)為(wei)“表面(mian)(mian)”，這與(yu)該物(wu)體(ti)是(shi)(shi)(shi)處于何種環境之(zhi)中并無(wu)關(guan)系，但物(wu)理(li)學(xue)上(shang)(shang)(shang)所(suo)(suo)(suo)講的(de)(de)(de)表面(mian)(mian)就有所(suo)(suo)(suo)不同(tong)了(le)，物(wu)理(li)學(xue)上(shang)(shang)(shang)所(suo)(suo)(suo)說的(de)(de)(de)表面(mian)(mian)指的(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)“凝(ning)聚相(xiang)”與(yu)氣體(ti)或真空(kong)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)分界(jie)面(mian)(mian)。在自然界(jie)之(zhi)中處于凝(ning)聚態的(de)(de)(de)物(wu)質有很多，而我們最為(wei)熟(shu)悉(xi)的(de)(de)(de)凝(ning)聚態就是(shi)(shi)(shi)通常(chang)所(suo)(suo)(suo)說的(de)(de)(de)液態和固態，所(suo)(suo)(suo)以(yi)在這里(li)我們也可以(yi)把凝(ning)聚相(xiang)簡(jian)單地理(li)解為(wei)固相(xiang)和液相(xiang)。以(yi)葉片上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)露(lu)珠為(wei)例，它與(yu)空(kong)氣相(xiang)接觸的(de)(de)(de)面(mian)(mian)就是(shi)(shi)(shi)它的(de)(de)(de)表面(mian)(mian)。

物理學(xue)上除了有“表面(mian)”的概(gai)(gai)念(nian)之外，還有“界(jie)面(mian)”的概(gai)(gai)念(nian)，所謂(wei)界(jie)面(mian)就(jiu)是凝聚相與凝聚相之間(jian)的分界(jie)面(mian)。

可(ke)見，表(biao)面(mian)(mian)就(jiu)是(shi)(shi)固(gu)體(ti)或(huo)液(ye)體(ti)與空(kong)氣(qi)或(huo)真(zhen)空(kong)相接(jie)(jie)觸的(de)(de)面(mian)(mian)，而(er)界面(mian)(mian)就(jiu)是(shi)(shi)固(gu)體(ti)或(huo)液(ye)體(ti)與其(qi)它固(gu)體(ti)或(huo)液(ye)體(ti)相接(jie)(jie)觸的(de)(de)面(mian)(mian)。明確(que)了(le)表(biao)面(mian)(mian)與界面(mian)(mian)，接(jie)(jie)下來就(jiu)該說說表(biao)面(mian)(mian)能(neng)與界面(mian)(mian)能(neng)了(le)。物體(ti)的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)是(shi)(shi)具有(you)(you)能(neng)量的(de)(de)，為什么呢(ni)？讓(rang)我們想一(yi)想，在(zai)一(yi)個水(shui)滴的(de)(de)內部(bu)，水(shui)分(fen)子是(shi)(shi)均勻分(fen)布的(de)(de)，每(mei)一(yi)個水(shui)分(fen)子都被其(qi)它水(shui)分(fen)子所包圍，但(dan)是(shi)(shi)在(zai)這個水(shui)滴的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)，情(qing)況就(jiu)有(you)(you)所不同了(le)，在(zai)水(shui)分(fen)子與空(kong)氣(qi)或(huo)真(zhen)空(kong)接(jie)(jie)觸的(de)(de)地方，外面(mian)(mian)并沒有(you)(you)其(qi)它的(de)(de)水(shui)分(fen)子，也就(jiu)是(shi)(shi)說在(zai)接(jie)(jie)觸面(mian)(mian)上幾(ji)乎沒有(you)(you)任何作用力。

表面(mian)(mian)之(zhi)外沒有作用力，這使得(de)表面(mian)(mian)的(de)水分子(zi)變得(de)更加活躍，于(yu)是就產(chan)生了能(neng)(neng)量，這股能(neng)(neng)量就被我們稱之(zhi)為表面(mian)(mian)能(neng)(neng)。

表(biao)(biao)面(mian)(mian)能(neng)(neng)是(shi)從何(he)而(er)來的(de)(de)呢(ni)？是(shi)致使表(biao)(biao)面(mian)(mian)產(chan)生的(de)(de)力(li)(li)(li)所(suo)賦(fu)予的(de)(de)。比如，我們要將一(yi)滴水分(fen)成兩(liang)滴水，就必須要給它(ta)一(yi)個力(li)(li)(li)，比如彈它(ta)一(yi)下，彈完之(zhi)后(hou)，水滴一(yi)分(fen)為(wei)二(er)，表(biao)(biao)面(mian)(mian)積增(zeng)加了(le)，而(er)我們彈的(de)(de)這股力(li)(li)(li)就成為(wei)了(le)新增(zeng)表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)能(neng)(neng)。如果我們要將一(yi)根鐵(tie)棍一(yi)分(fen)為(wei)二(er)，顯然要比將水一(yi)分(fen)為(wei)二(er)花費更大的(de)(de)力(li)(li)(li)氣，所(suo)以鐵(tie)的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)能(neng)(neng)要遠超水滴。表(biao)(biao)面(mian)(mian)有表(biao)(biao)面(mian)(mian)能(neng)(neng)，界面(mian)(mian)自然也有界面(mian)(mian)能(neng)(neng)，只不過(guo)對于界面(mian)(mian)而(er)言(yan)，兩(liang)種物質的(de)(de)差異越(yue)(yue)大，那(nei)么界面(mian)(mian)能(neng)(neng)也就越(yue)(yue)大。

弄(nong)懂了什么是(shi)表面(mian)能，接(jie)下來就(jiu)要說(shuo)說(shuo)表面(mian)張力了。

現在先(xian)讓我(wo)們(men)回到最(zui)(zui)(zui)(zui)(zui)開始的(de)(de)(de)問題(ti)上來(lai)，為(wei)什(shen)么葉片上的(de)(de)(de)露珠呈半(ban)球(qiu)(qiu)體(ti)，而失重(zhong)環境下的(de)(de)(de)水滴呈現出(chu)完(wan)美的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)形(xing)？因(yin)為(wei)無(wu)論是(shi)半(ban)球(qiu)(qiu)體(ti)，還是(shi)球(qiu)(qiu)體(ti)，它(ta)們(men)都是(shi)一(yi)種表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)積(ji)(ji)最(zui)(zui)(zui)(zui)(zui)小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)形(xing)狀(zhuang)，因(yin)為(wei)在體(ti)積(ji)(ji)相(xiang)同的(de)(de)(de)情況下，球(qiu)(qiu)體(ti)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)積(ji)(ji)是(shi)所(suo)(suo)有形(xing)狀(zhuang)中最(zui)(zui)(zui)(zui)(zui)小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)。為(wei)什(shen)么要(yao)(yao)保證(zheng)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)積(ji)(ji)最(zui)(zui)(zui)(zui)(zui)小(xiao)(xiao)？因(yin)為(wei)在自然(ran)界之中，所(suo)(suo)有的(de)(de)(de)物質都要(yao)(yao)遵(zun)循“最(zui)(zui)(zui)(zui)(zui)小(xiao)(xiao)能(neng)量原理(li)”，所(suo)(suo)謂(wei)最(zui)(zui)(zui)(zui)(zui)小(xiao)(xiao)能(neng)量原理(li)指的(de)(de)(de)就(jiu)是(shi)物質必(bi)須要(yao)(yao)以最(zui)(zui)(zui)(zui)(zui)小(xiao)(xiao)能(neng)量的(de)(de)(de)狀(zhuang)態存在。很顯然(ran)，表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)能(neng)與表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)積(ji)(ji)是(shi)正相(xiang)關的(de)(de)(de)，表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)積(ji)(ji)越大，表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)能(neng)就(jiu)越大，所(suo)(suo)以要(yao)(yao)遵(zun)循最(zui)(zui)(zui)(zui)(zui)小(xiao)(xiao)能(neng)量原理(li)就(jiu)必(bi)須要(yao)(yao)使表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)積(ji)(ji)保持最(zui)(zui)(zui)(zui)(zui)小(xiao)(xiao)形(xing)態，于是(shi)水滴就(jiu)變(bian)成(cheng)了個完(wan)美的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)體(ti)。

水滴要變(bian)(bian)成一(yi)(yi)個完美的(de)(de)球體，而要想(xiang)變(bian)(bian)成一(yi)(yi)個完美的(de)(de)球體就必須依靠一(yi)(yi)個作用在表面(mian)上(shang)的(de)(de)力(li)，這(zhe)個力(li)就是“表面(mian)張力(li)”。

力(li)不(bu)會(hui)憑空產生，表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)從何而(er)來(lai)(lai)？當然是(shi)(shi)從表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)能而(er)來(lai)(lai)，事實上(shang)，所(suo)謂(wei)的表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)單位面(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)(ji)上(shang)的表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)能，如果列成公式就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)等于(yu)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)能除以面(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)(ji)。可見(jian)，表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)與表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)(ji)的大(da)小無關，也就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)說無論大(da)水(shui)滴(di)，還是(shi)(shi)小水(shui)滴(di)，它們(men)的表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)都是(shi)(shi)相同的，不(bu)同的只是(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)能而(er)已。弄明白了什(shen)么是(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)，我們(men)也就(jiu)(jiu)知道了困在(zai)水(shui)滴(di)里的小螞蟻(yi)為什(shen)么爬不(bu)出來(lai)(lai)了，想要沖破(po)水(shui)滴(di)，就(jiu)(jiu)需要有比水(shui)滴(di)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)更大(da)的力(li)氣，而(er)小螞蟻(yi)的力(li)氣顯然有些不(bu)夠。