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Research on the noncoalescing phenomenon between drops and vibrating liquid surface.pdf
31 6 Vol． 31 No． 6
第 卷第 期 大 学 物 理
2012 6 COLLEGE PHYSICS June 2012
年 月
振动诱导液滴与液面不融合现象的研究
1
， ， ， ， ， ，
车 适 陈天然 张志博 赵 地 苏为宁 潘永华 高惠滨
( ， 210093)
南京大学物理学院 江苏南京
: ， ，
摘要 发现硅油液滴能够停留在竖直振动的硅油液面上 通过等厚干涉实验说明液滴和液面间存在空气薄膜 分析空气
， ．
膜形状的变化过程 并依此建立简化模型论述空气膜阻止液滴与液面融合的原理 实验构造了浸没在硅油液面下的硅油液
， ， ．
滴 建立理论模型估算空气膜的平均厚度 并与实验估测值对比 本文对多个液滴在液面上呼吸模式的振动现象作了描述和
解释．
: ; ; ; ;
关键词 液滴 液面 竖直振动 不融合 空气膜
中图分类号:O 552. 4 + 21 文献标识码:A 文章编号:1000-07 12 (2012)06-0060-06
当两个同种液体形成的自由液面相互靠近时，
由于范德瓦尔斯力和表面能极小化的作用两液面会
， ，
融合在一起 然而在某些条件下 同种液体之间会表
现出不融合的反常现象． Reynolds 在 100 多年前发
现了这种现象［1］，Rayleigh 观察到两液滴相碰撞之
［2］
，
后会反弹回来 液滴稳定地停留在液面上是
Walker ［3］．
等人首先用竖直振动的肥皂浴实现的 另
［4］ ［5］ ［6］
， 、 、 、
外 在水跃附近 热毛细对流 等温剪切 掺
［7］
，
加表面活性剂 等条件下 也都观察到液滴与液面
不融合的现象．
［8 ，9］
，
本文选用甲基硅油 作为研究对象 在液面 1
图 实验装置图
， ．
竖直振动的条件下 液滴能够停留在液面上 本文将
围绕这一现象展开讨论． ，
硅油液滴很容易停留在液面上 时间通常在分钟数
． ，
量级 而一旦关闭电源停止振动 液滴立即就会融入
1 液滴停留在液面上
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