“逆流而上”的马兰戈尼流·物理学院22级 赵祖豪

这张照片捕捉了一个引人入胜的现象——马兰戈尼流。马兰戈尼流是由液体表面张力梯度引起的流体流动现象，这种流动可以由温度梯度或溶质浓度梯度产生。在这张照片中，摄影师巧妙地在下游容器中撒入碳粉，而上游水槽则有水流通过，上下游之间水流自由下落。由于碳粉引起的表面张力差，下游的碳粉“逆流而上”到上游水槽内，形成了涡流轨迹，这一过程被堆栈的方法记录下来。

马兰戈尼效应的基本原理是液体表面张力的差异导致流体沿着表面张力梯度方向流动，以试图消除这种差异。在这张照片的实验中，碳粉的存在改变了水面的表面张力，由于表面张力的不均匀分布，液体产生了从低表面张力区域向高表面张力区域的流动，这就是我们所看到的“逆流而上”的现象。

这种现象在科学和工程领域有着广泛的应用，包括焊接制造、晶体生长和电子束熔炼等。马兰戈尼流的研究不仅帮助我们理解液体界面的复杂行为，还为微流控器件的设计和优化提供了理论基础。通过这张照片，我们可以直观地观察到马兰戈尼流的涡流运动轨迹，感受科学之美。