水滴到底是什么形状?99% 的人都想错了
柴知道02-14

 

如果让你在纸上画出一个水滴,你会怎么画呢?

我猜很多人可能都会把水滴画成下面这种一头尖、一头圆的形状:

但现实中的水滴真的是这个形状吗?

通过高速摄影机的镜头我们可以发现,水滴其实是并没有明显尖端的球形

除了水滴以外,气泡、天体、植物的果实,都是自然界中常见的球形物体,可以说球体是自然界最常见的形状之一 ~

那么问题来了:为什么自然界会天然地充满了球体呢?

其实这并不是一种偶然,而是有科学上的必然性的。

↓↓下面这个 3 分钟的精彩小视频将告诉你答案↓↓

按照热力学第二定律的规定,一个体系会从自发地从高内能的状态转变到低内能的状态。

换句话说,物体总是自然地趋向于一种能量低的状态,因为这种能量低的状态最稳定。

而球体就是这样一个非常稳定的状态。

球体完全对称,受力均匀,相同体积下表面积最小,跟其他形状比起来,球体只需要更低的内能就可以维持自身结构。

因此,自然界很多其他的形状都会趋向于演变成更稳定的球体。

比如水滴,位于水滴表面的水分子能量比水滴内部的水分子能量要高,在其他因素可以忽略的情况下,水滴就会趋向于形成表面积最小的球形,以达到能量更低、更稳定的状态。

其实,不仅是自然界,人类的社会生活中也充满了精心打造的球体,而这背后的原因也正是球体的稳定性。

举个例子。激光打印机中用来上色的碳粉,表面上看可能和普通的粉末并没有什么不同。

但实际上,打印效果好的碳粉,如果放大了看,同样也是一个个球形的小颗粒。

为什么碳粉会呈现出球形呢?

这是因为,把碳粉做成球形,才能保证它的外壳坚硬、结构稳定;

在被静电吸附、着色的过程中,球体形状也能让颗粒表面的电量分布更均匀,从而打印出更清晰干净的图案边界 ~

那么质量差的不规则碳粉打印出来是什么效果呢?

由于碳粉颗粒结构不稳定,容易变形和磨损,而且颗粒表面的电量分布不均,所以打印出来的图像就很容易出现边界不清晰、在纸张上形成大量灰色噪点等问题。

其实对一个职场人士来说,这样打印出来的文件就会显得比较劣质,也不太专业嘛 ~

这也就是为什么,惠普愿意花 30 年时间,潜心钻研,把碳粉颗粒打造成一个个稳定的小球体。

不仅如此,这些精心设计的球体碳粉,它的碳核还是由高密度聚合物和低熔点的蜡核组成的,所以只需要更少的热量就能够熔化完成定影。

也就是说,只需要更短的时间和更少的耗能,就可以达到更加精致而细腻的打印效果。

总而言之,球体这种形状的优越性表现在方方面面,它不仅是自然界里一种最稳定、最完美的状态,而且对完美球体的追求也使我们的社会生活更加美好便捷。

球体碳粉的优越性,就是最好的证明 ~

好啦 ~ 最后,还有一个小小的问题:

碳粉颗粒这么小的东西,到底是怎么被做成完美球体的呢?

其实这背后的黑科技也是非常的精妙,点击下面的阅读原文就可以看到答案哦 ~

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