概述

【水滴】（waterdrop）由于水的表面張力作用，空氣中的水汽凝結后，以小水珠的形態出現，稱為水滴。水滴過大，不能被空氣托住時，便因重力而下降，成為雨滴。

水滴的形狀：上圓下扁

很多情況下我們都會講水滴的形狀理解成淚珠狀，前頭是圓的，后面漸漸彎成尖尖的。但是科學告訴我們，水滴不像淚珠，而像一粒粒小饅頭——上圓下扁。

從實驗室的風洞測試中，到實際拍攝的雨滴照片上，水滴的形狀都是如此。

其實原因不難想象，水滴本身是個流體，按照流體力學原理，一個流體球在空氣中自由掉落時，前端受到的壓力最大，結果前端被壓扁，則后端則保持圓形，結果就成了饅頭形。

衛星水滴的形成

單個水滴的形狀比我們想象的要復雜得多，比如我們站在山腳下看瀑布，會發現圍繞著瀑布，有一片薄霧持久地懸在空中。顯然，霧氣是由非常小的小水滴組成的，小到足以在空氣中懸浮不落下。所以水滴的形成過程中，會出現尺寸大小各不相同的多種水滴。170年前，法國人思·薩瓦特發現了一個奇特的現象。他讓水從一個6mm直徑的噴嘴噴出，觀察水滴形成的圖樣，發現水滴周期性地從管口形成并噴射出來，但是在每兩個大的、主要的水滴之間，他總能找到一個小得多的“衛星水滴”，一個大水滴后總跟著一個小水滴。

這些衛星水滴是怎么形成的呢？一百年見，有關流體的科學研究簡直汗牛充棟，其中應該有人已經費心觀察過水滴的形狀，然而，早期文獻中只有一張圖正確，那是在一個世紀之前，由英國物理學家約翰·斯特拉特所繪制的。可惜那張圖畫太小了，所以幾乎沒有研究者注意到。直到1990年，英國數學家林格林等人將水滴形成過程拍攝下來，才揭示了衛星水滴形成的全過程。

一滴水在形成之初，是懸掛在水龍頭尾端水面的一個鼓漲部分。逐漸地，它會形成一個腰身，這個腰身越變越細，掛在下端的水滴則變成了淚珠狀，這大概就是人們想象水滴是淚珠狀的原因吧。在一般人的想象中，水滴的腰身會被卡斷，然后形成一個又短又尖的尾巴。可是實際上，水滴的腰身是越拉越長，變成一根細長的圓柱，下端則懸掛著一個幾乎接近球形的水滴。接下來，細圓柱與球形接觸的部分開始變得更細，最后成為一個尖點。在這個階段中，整體的形狀看起來就像一根毛線針插在一個桔子上。水滴“桔子”隨后從針尖處脫離，然后它一面墜落，一面還在進行輕微的振動。

故事并沒有結束。現在，細圓柱尖尖的尾部開始變圓，還會有微小的波動向上傳到它的頂端，使它看起來好像一串越到上面越小的珍珠。最后，這根細圓柱的頂端收縮成一個尖點，然后整根細圓柱也掉下來！在墜落的過程中，它的頂端變成了球形，并有了一系列復雜的波動沿著它上下傳遞。衛星水滴出現了！

至此，我們了解了衛星水滴的真實身份：它原來是拉長水柱變化而來的。而它的存在，又和它相鄰的被剪斷的那個大水滴的輪廓形狀緊密相關：朝向下面大水滴的方向，衛星水滴的輪廓是尖銳的，而另一邊，形狀卻比較平緩，這是個高度不對稱的外形。