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科学常识中咖啡表面的光泽包含了哪些物理知识?

科学常识中咖啡表面的光泽包含了哪些物理知识?

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2017-01-13

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    通常,对流是气候变化的主因,更不用说洋流了。但是大家可能没有想到,在小小的咖啡杯里,也看得到对流现象。当表层的咖啡和较 冷的空气接触而温度下降后会变得较重,于是开始下沉,强迫那些比较轻、比较 热的咖啡上升到表面。
  但是对流作用的发生是很规则的,并不是随兴、混乱的。   这些往上流动及向下沉的液体会自动组织起来,彼此成为差不多大小的水柱,依 序排列整齐。在咖啡里那些有白色光泽的区块,就是上升的热咖啡水柱。
  由于咖 啡的热童让它产生白色的光泽。当然,我们的说法太直接、太平铺直述了,会失 去重点:在咖啡表面,正上演着一场好戏。这层光泽其实是由一层很薄的小水珠悬浮在咖啡的表面所产生的。  它停留在袭面上方不到1毫米的地方,由于反射许多光线,所以呈现白色光泽。
  '至于水珠 的形成,是因为热液体的表面水分会蒸发,但水蒸气一碰上冷空气就瞬间凝结成小水珠。这些小水珠不再回到咖啡表面,因为它们下方有数以千计的水分子在上 升,预备蒸发,造成了一股浮力。水珠飘浮在液体表面上方形成云朵,但是由于 规模太过迷你,只有小心的打光上去才会发现。
    如果能身处在咖啡上方和水珠下 方的小空间,会是多美妙的经验啊。当然,那里会非常热,而且你会饱受由表面 蒸发的物体撞击,时时要提防小心失足滑人沉降的对流(就是分隔云朵的黑线), 消失在下面黑色的咖啡中。
  就算用我们平常的观察角度(从咖啡杯上方看下去), 一旦水珠一开始悬浮的时候,也很容易看得出来。  你会发现吹口气就可以把它吹 开,就像云雾碰到风那样,但是它们很快又会出现。
  唯有沿着沉降的黑线,你才能直接看到咖啡表面,就好像透过金星表面偶尔裂开的云层缝隙看到金星一样。冷咖啡沉人这些黑线里完成对流胞。

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