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科普摄影展

“科学与美”

“科技摄影与物理影像”、“科学摄影”课程师生作品 - 科普摄影展

镜子上的水滴皇冠·宋洪晓
2025-12-17 18:33  

 

镜子上的水滴皇冠·宋洪晓

这张照片,以极高的瞬间捕捉能力,定格了一滴水撞击镜面后溅起的刹那——水花如王冠般绽放,晶莹剔透,仿佛时间在这一刻静止。在深色背景的衬托下,水珠的轮廓清晰可见,光线在其表面折射、反射,勾勒出一道道流动的光痕,宛如自然界中诞生的一件微型艺术品。

这幅画面背后,蕴藏着流体力学中极具美感与科学深度的物理现象——水滴撞击与冠状溅射(corona splash)。当一滴水从一定高度自由下落并撞击到光滑平面(如镜面或水面)时,其动能迅速转化为形变能和表面张力作用下的复杂运动。整个过程可分为几个阶段:首先是水滴接触表面,形成一个“冲击坑”;接着,液体被挤压向四周反弹,形成向上喷射的液柱;随后,液柱因表面张力与惯性作用而向外扩展,最终在顶部形成一圈环状结构,即所谓的“冠状溅射”。

这一现象的核心原理包括:

  • 表面张力:水分子间存在较强的内聚力,使得液体倾向于最小化表面积。正是这种力量促使溅起的水膜保持连贯形态,形成类似“皇冠”的环状结构。

  • 惯性与动量守恒:水滴下落时具有一定的速度,撞击瞬间动量剧烈变化,导致液体向四周高速飞散,形成对称的喷溅。

这种“水滴皇冠”现象不仅在摄影艺术中备受青睐,也被科学家用于研究流体动力学、材料冲击响应以及微重力环境下的液体行为。它提醒我们,即便是日常生活中最平凡的一滴水,也蕴含着宇宙间最基本的物理法则——在微观世界里,自然之美与科学之理往往密不可分。

《镜子上的水滴皇冠》,不仅是一次偶然的光影邂逅,更是自然律动与人类观察力共同谱写的诗篇。


 

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