Vì sao những hạt nước trên lá sen đều là những giọt nước nhỏ tròn vo?

Bạn đã từng chú ý hiện tượng này chưa? Vào mùa hè, khi nước rơi xuống lá sen, nó thường tụ lại thành từng giọt nhỏ long lanh, lăn qua lăn lại trên mặt lá như những viên ngọc trai.

Vì sao nước trên lá sen lại biến thành những giọt tròn vo? Nguyên nhân là các phân tử ở bề mặt giọt nước chịu lực hút từ các phân tử bên trong, khiến bề mặt có xu hướng co lại. Khi thể tích giọt nước không đổi, hình cầu là dạng có diện tích bề mặt nhỏ nhất. Vì vậy, những hạt nước nhỏ có xu hướng co thành giọt hình cầu.

Ta cũng có thể thấy hiện tượng tương tự khi trẻ em thổi bong bóng xà phòng. Bên trong bong bóng có không khí, còn lớp màng xà phòng ở hai mặt trong và ngoài luôn có xu hướng co lại. Khi không khí bên trong không thể bị nén nhỏ thêm, bong bóng sẽ giữ dạng gần như hình cầu.

Các phân tử ở bề mặt chất lỏng bị hút vào phía trong, tạo ra xu hướng co lại. Xu hướng ấy làm cho các phần gần bề mặt kéo lẫn nhau. Trong vật lí, lực kéo này được gọi là lực căng bề mặt. Ta có thể quan sát lực căng bề mặt bằng một thí nghiệm đơn giản.

Hãy lấy một khung dây thép có buộc ngang một sợi chỉ bông hơi chùng. Nhúng khung vào nước xà phòng rồi nhấc lên, trên khung sẽ có một màng xà phòng mỏng căng ra. Nếu dùng kim chọc thủng màng ở một bên sợi chỉ, màng ở bên còn lại sẽ lập tức co lại, kéo sợi chỉ thành hình cung. Đó là do lực căng bề mặt ở một bên mất đi, còn bên kia vẫn còn tác dụng.

Bất kì bề mặt chất lỏng nào cũng có lực căng bề mặt. Dưới tác dụng của lực này, bề mặt chất lỏng giống như được phủ một lớp màng mỏng căng chặt. Vì thế, vào mùa hè, nhiều côn trùng nhỏ có thể nhẹ nhàng chạy trên mặt nước mà không bị chìm.