
斜着的车窗上,小雨滴并不会一落下就滑走。水与玻璃接触的边缘叫接触线;玻璃上细微的粗糙、灰尘和化学差异会把这条线“钉”在原处。水滴虽然受重力向下拉,前缘和后缘却可以形成不同接触角,在一定范围内抵住滑动。这种现象称为接触角滞后。
两滴相碰时,表面张力迅速把它们拉成一个较大的水滴。合并不是凭空增加水量,却改变了力的比例:水滴重量随体积增加,而钉扎阻力主要作用在接触线附近。较大的水滴因此更容易让沿斜面的重力分量超过阻力,一旦越过临界条件,原先静止的接触线便开始移动,水滴看起来就像突然滑下。
滑动后,水滴沿路吞并更多小滴,重量继续增加,常会加速;但速度还受玻璃倾角、表面洁净程度、润湿性和空气阻力影响。因而“合并后必定越滑越快”不是定律。准确的说法是:合并常把水滴推过开始滑动的阈值,而表面状态决定这个阈值有多高。
https://www.phfscience.nz/digital-library/modeling-the-effects-of-contact-angle-hysteresis-on-the-sliding-of-droplets-down-inclined-surfaces/
https://pure.mpg.de/rest/items/item_3368749/component/file_3368760/content
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