振动幅度与频率的关系
这层液体之所以能够悬浮,原因在于液体与容器壁之间的毛细效应,为液体层提供了一个向上的拉力。再有就是如上图中右上角部分所示,液体下部的空气层被压缩,密度增加,起到了类似于弹簧的作用,再为液体层提供了一个向上的支持力。两种力的结合抵消了液体层向下的重力。
使液体悬浮起来的全过程
上下的振动起到了什么样的作用呢?我们都知道,液体下落的时候,先在底部形成小液滴,然后再下落。上下的振动使得液体下表面产生类似于共振的效应,阻止液体层下表面形成小液滴,从而保持相对平坦的形态。
两层悬浮的液体
更有意思的是,使用同样的技术,可以实现多个悬浮的液体层。上图中分别显示了一层和两层悬浮的液体。理论上来说,悬浮液体层的数量并没有上限。
两层悬浮的液体
至于小船为什么能倒着漂浮,很多人对这一点感觉特别不能理解。其实很简单。阿基米德定律说,物体受到的浮力大小等于物体排开液体的体积。此外,浮力与物体的重力是作用力与反作用力的关系,二者方向相反。因此,虽然小船处于液体的下表面,但浮力的方向,仍然如下图所示,是向上的,因为重力总是向下的。总之,浮力的计算规律,与物体在哪个表面漂浮并无关系,这是很多人没意识到的核心所在。