雨滴的形状
雨滴的形状
李子维
2019年12月
雨滴是甚麽形状?大概是💧吧?表情图标是不会错的,对吗?
不过,由于表面张力这个物理特性的原因,受地心吸力影响而从天而降的雨滴是不会出现这个形状的。这是由于水分子喜欢靠在一起,减低其整体的表面面积。在相同体积的物件中,球形的物件的表面面积最小,所以细小的雨滴(直径少于2毫米)通常都是球形的,就如天文台细雨图标(图一)所示那样。
较大的雨滴(直径3-6毫米)形状又是怎样的呢? 除受到表面张力的因素影响外,它的形状还会被气流挤压变形。当较大的雨滴从天而降时,气流会绕过雨滴,造成雨滴底部的气压稍高于其顶部,因此压平了雨滴的底部,形成一个奶黄包的形状。气流对细小雨滴的影响较小,因为细小雨滴的下跌速度较慢,所以细小雨滴可以保持球形。
更大的雨滴形状又是怎样呢?其实当雨滴超过一定的大小后,它们就会出现空气动力学不稳定的状况,会在下坠的过程中分解成细小的雨滴。
雨的形状会影响彩虹的外观,这个下回再分解。
图一 天文台的细雨图标展示了细小雨滴的球状外形。

图二 显示较大的雨滴的外形。雨滴的球状外形被气流改变,底部变得平坦。