开启今天的魔法之旅前，魔法君先来和大家一起品一杯葡萄酒。

打开一瓶纯正的葡萄酒后，优雅地斟满酒杯，然后轻轻地摇晃，均匀地转动……

片刻后，酒液会沿着内壁缓缓地流出一道道的酒痕，这现象会神奇地持续一段时间。而这个现象有一个更动听的名字—“葡萄酒的眼泪”。那么它的形成原因究竟是什么呢？

最早关注挂杯现象(酒泪)的学者，是19世纪的英国物理学家詹姆斯•汤姆森(James Thomson），他在1855年发表论文《在葡萄酒和其它酒类表面观察到的一些奇特运动》，初步认为挂杯是一种由液体表面张力作用引起的“热毛细对流（Thermocapillary Convection）”。

10年之后，意大利帕维亚大学的物理学博士卡罗•马兰戈尼(Carlo Marangoni)又发表一篇论文，进一步系统地解释了这种现象，被学术界命名为“马兰哥尼效应”(Marangoni effect)。由于美国物理学家威拉德•吉布斯(Willard Gibbs)后来进一步丰富和发展了马兰戈尼的学说，有时也称“吉布斯-马兰戈尼效应”(Gibbs-Marangonieffect)。那么问题来了，表面张力是个啥？

魔法君先带大家感受一下表面张力的存在。

肥皂膜中的表面拉力

动图中的铁丝本来同时受到两侧肥皂膜的吸引，而当一侧的肥皂膜被刺破时，铁丝立马滚向另一侧，而吸引着它滚动的正是存在于肥皂膜表面的拉力—表面张力。

严格来说，表面张力是指液面作用于单位长度分界线的张力。由于这种拉力是描述液体表面发生的行为，所以我们称这种拉力为表面张力。

红色为表面分子，下面为内部水分子

在水中，如B所示，内部水分子所受邻近相同分子的作用力是对称的,各方向的力相互抵消。但物质表面层分子与内部分子周围的状况不同，水最外层分子会受到整个水滴内部分子的斥力，而抵消这个斥力的便是水的表面张力。

表面张力的大小,可用表面张力系数来描述。影响表面张力系数的因素主要有二：一是温度，温度越高表面张力系数越小;二是在液体中加入杂质可显著改变表面张力系数。

大家一定对表面张力这个词不陌生，因为魔法君曾做过一个牛奶动画的实验，其中的原理解释便是洗洁精破坏了牛奶的表面张力。可是上一次我们仅仅止步于表面张力这一词，今天，我们必须扒一扒，洗洁精到底是如何破坏了牛奶的表面张力。

实验传送门：牛奶动画

由于氢键的关系，液体水之间的相互作用非常强，由于需要打破较强的相互作用，因此它拥有相对较高的表面张力。

而洗洁精是一种合成洗涤剂，合成洗涤剂的主要成分都是以化学方法合成的表面活性剂。所谓表面活性剂，就是表面张力很低的一类物质。

当洗洁精滴入水面后，形成中央一块表面张力很低区域，也就是拉力很低的中心区域，那么和水的表面张力形成的张力差值让色素牛奶表面中央区域迅速被拉往边缘区域，这样我们便看到了翻滚的牛奶动画。

再来回到开头提到的酒泪。

酒泪形成示意图

英文释义：

Alcohol evaporation:酒精蒸发

lowest alcohol concentration最低酒精浓度

gravity：重力

酒泪形成于杯壁、葡萄酒和空气结合处的弯月面（弯月面在图示里被夸张放大了）。

我们知道酒精具有挥发性，葡萄酒中的酒精会持续从表面蒸发，而且蒸发速率快于水的蒸发，弯月面中的情况也是如此。因为体积较小，弯月面中酒精浓度的下降更快，所以表面积相对更大。

因此，这会在弯月面和葡萄酒与空气间的平坦接触表面之间形成浓度差，随后将造成表面张力梯度（表面张力上大，下小），随着时间推移，使弯月面沿着玻璃杯壁向上移动。

随着弯月面开始在玻璃杯的壁面形成一层膜，其中的酒精进一步挥发，造成了更大的表面张力梯度。更多的葡萄酒被拉到玻璃杯壁上，直到形成液滴。此时重力将起作用，酒泪沿玻璃杯壁流回葡萄酒的主体内。

模拟正方体形水分子在重力、表面张力、内部斥力共同作用下在平衡状态趋于球状

在工程实践中,液体自发收缩成球状的现象有时对工农业生产是不利的.例如,在喷洒农药时,药液在液面上收缩成液滴将影响叶片对农药的吸收,因此必须减小液滴的表面张力使液滴在液面上呈延展分布。而减小液体表面张力最有实用意义的方法是添加类似于洗洁精的表面活性物质。