沉积凝聚在汽车前挡风玻璃板上的水滴运动.DOC

沉积(凝聚)在汽车前挡风玻璃板上的水滴运动 那天在高速公路上行进的汽车里，由于习惯性地坐在第一排位置，我看到了挺有趣的现象，那就是沉积在汽车前挡风玻璃板上的水滴的向上“爬行”现象。粗看这一现象并无显著特殊意义，但仔细地分析却给出了对科学研究和能力考察有一定的借鉴结果。 首先是经细致观察，前挡风玻璃板上的水滴区域可分为两个部分，如图1 (a)和(b)所示，图1 (a)为大客车前挡风玻璃板上的水滴区，其中上面为未刮刷区，下面为定时刮刷区；图1 (b)为小汽车前挡风玻璃板上的水滴区，其中右边为未刮刷区，左边为定时刮刷区。我们分别按三种情况来讨论水滴的运动。 (a) (a) (b) 图1 汽车前挡风玻璃板上的沉积水滴区 未刮刷区的水滴运动 观察到的该区域水滴的运动为区域内的水滴一般是不明显运动的，运动水滴源于两个区域的分界线，通常当汽车速度低时，水滴受重力和震动力的影响，出现向下曲折缓行现象，但是当汽车速度达到80KM/h或超过它时，两区域分界线会出现一系列较剧烈颤动的峰谷状液膜，而运动水滴一般是从峰顶逸出，然后向上运动，其运动轨迹呈弧形，该区域内的水滴运动规律如图2中虚线所示。图2 (a) 为大客车前挡风玻璃板上未刮刷区的水滴运动轨迹，图2 (b)为小汽车前挡风玻璃板上的水滴运动轨迹。他们的运动方向都是由下往上的，每条轨迹局部都是在弯曲变动的，如果运动轨迹附近的沉积水滴足够近，它们会被吸引到该轨迹中，使运动水滴变大，轨迹变粗。 (a) (a) (b) 图2 未刮刷区水滴的运动轨迹 两区域边界线处水滴运动 如前所述，运动水滴源于波状起伏水膜的峰顶处。图3a表示为大客车前挡风玻璃板上该边界的波状起伏水膜，图3b表示为小汽车前挡风玻璃板上该边界的波状起伏水膜 (a) (a) (b) 图3边界处波状起伏水膜 定时刮刷区沉积水滴的运动 在定时刮刷区水滴的运动是沿着刮刷留下的划痕移动，它的运动方向对大客车而言，当雨刮器自下往上运动，右半部分自左向右，左半部分自右向左，反之亦然。 而对小汽车，同样是沿着刮刷留下的划痕移动的，它的运动方向与雨刮器的运动方向保持一致。 留下的问题是产生以上运动的物理机制分析和可能的应用前景。 对可能的应用前景，大胆地猜测可能会对薄膜材料制备的物理沉积法会有借鉴意义，主要是沉积在相对运动表面上的原子或分子的运动规律研究。