滴しずく

滴しずく（しずく）とは、したたり落おちる、液体えきたいの粒つぶのこと^[1]。

概説がいせつ[編集へんしゅう]

滴しずくを形成けいせいする最もっともシンプルな方法ほうほうは、小ちいさな直径ちょっけいの管かんを垂直すいちょくに立たて、下端かたんから液体えきたいがゆっくりと流ながれるようにする、というものである。ぶら下さがった液体えきたいが一定いっていの大おおきさを超こえると、不安定ふあんていになって、自然しぜんに滴しずくとなり、したたり落おちる。滴しずくはまた、蒸気じょうきを急激きゅうげきに冷ひやし圧縮あっしゅくすることによっても、あるいは多おおめの液体えきたいをスプレーすることによっても形成けいせいできる。

水みずと空気くうきとでは屈折くっせつ率りつが異ことなるため、雨あめつぶの表面ひょうめん上うえで屈折くっせつと反射はんしゃが発生はっせいし、虹にじが発生はっせいする。

物理ぶつり的てき解析かいせき[編集へんしゅう]

管かんから伸のびる液えきの形状けいじょうを半径はんけい $R$ の円柱えんちゅうとし、同どう量りょうの液えきが半径はんけい $r$ の滴しずくに分離ぶんりする状況じょうきょうを考かんがえると、 $r > 1.5 R$ のとき、液えきの表面積ひょうめんせきは円柱えんちゅう形がたよりも（球体きゅうたいに近ちかい）滴しずくの状態じょうたいのほうが小ちいさくなる^[2]。物体ぶったいには表面ひょうめんエネルギーを小ちいさくするように変形へんけいする力ちからがはたらくため、このとき液えきは滴しずくに分離ぶんりする。そのため、管かんの半径はんけい $R$ を小ちいさくする（たとえばホースの先端せんたんを手てでつぶす）と液えきは滴しずくになりやすい。^[3]

表面張力ひょうめんちょうりょくの測定そくてい[編集へんしゅう]

管かんから垂たれ下さがる最大さいだいの滴しずくの大おおきさを測はかることで液体えきたいの表面張力ひょうめんちょうりょくを測定そくていすることができる。この方法ほうほうはペンダントドロップ法ほう（懸かか滴しずく法ほう)と呼よばれる。^[3]

管かんの半径はんけいを $R$ 、αあるふぁを垂たれ下さがった液えきのうち滴しずくになって落下らっかする割合わりあい（約やく0.6）、l を毛管もうかん長ちょう、γがんまを表面張力ひょうめんちょうりょくとすると、その管かんから垂たれ下さがれる最大さいだいの滴しずくの半径はんけい $r$ は

r=\left({\frac {3l^{2}R}{2\alpha }}\right)^{\frac {1}{3}}

で表あらわされる。この大おおきさの滴しずくを管かんの先端せんたんにある液えきの表面張力ひょうめんちょうりょく $2 π ぱい r γ がんま$ が支ささえていることから、力ちからの釣つり合あい式しきを立たてることによって表面張力ひょうめんちょうりょくγがんまを求もとめることができる。

滴しずくの落下らっか音おん[編集へんしゅう]

水滴すいてきが水面すいめんに落おちると、日本語にほんごの擬音ぎおん語ごで「ポチャン」という音おとがする。英国えいこくケンブリッジ大学けんぶりっじだいがくは2018年ねん、滴しずくと落下らっか先さきの水みず、気泡きほうの相互そうご作用さようからこうした音おとを発生はっせいする仕組しくみを解明かいめいしたと発表はっぴょうした。洗剤せんざいを垂たらして表面張力ひょうめんちょうりょくを失うしなわせると音おとが出でなくなった^[4]。

滴しずくが衝突しょうとつした瞬間しゅんかん
水滴すいてきが落おちた後のち
野の苺いちごの葉はの尖とがった部分ぶぶんに霧雨きりさめが付着ふちゃくし球体きゅうたいとなった水滴すいてき
布ぬの上じょうで撥ばち水すい状態じょうたいの水滴すいてき
睡蓮すいれんの葉はに付ついた水滴すいてき

出典しゅってん[編集へんしゅう]

^ デジタル言辞げんじ泉いずみ
^ ドゥジェンヌ他た『表面張力ひょうめんちょうりょくの物理ぶつり学がく』（2版はん）吉岡よしおか書店しょてん、2008年ねん、10頁ぺーじ。ISBN 978-4-8427-0345-9。
^ ^a ^b 中島なかじま章あきら『固体こたい表面ひょうめんの濡ぬれ制御せいぎょ』内田うちだ老ろう鶴づる圃、2007年ねん。ISBN 978-4-7536-5631-8。
^ Scientists have solved the riddle behind one of the most recognisable, and annoying, household sounds: the dripping tap. And crucially, they have also identified a simple solution to stop it, which most of us already have in our kitchens.ケンブリッジ大学けんぶりっじだいがく（2018年ねん7月がつ22日にち閲覧えつらん）

外部がいぶリンク[編集へんしゅう]

英語えいご版ばん AppleScript 「Applets and droplets」の項こうに、滴しずくのアプレットについての記述きじゅつあり
（英語えいご）液体えきたいの彫刻ちょうこく - 水滴すいてきの写真しゃしん

[1] デジタル言辞げんじ泉いずみ

[2] ドゥジェンヌ他た『表面張力ひょうめんちょうりょくの物理ぶつり学がく』（2版はん）吉岡よしおか書店しょてん、2008年ねん、10頁ぺーじ。ISBN 978-4-8427-0345-9。

[nakajima-3] 中島なかじま章あきら『固体こたい表面ひょうめんの濡ぬれ制御せいぎょ』内田うちだ老ろう鶴づる圃、2007年ねん。ISBN 978-4-7536-5631-8。

[4] Scientists have solved the riddle behind one of the most recognisable, and annoying, household sounds: the dripping tap. And crucially, they have also identified a simple solution to stop it, which most of us already have in our kitchens.ケンブリッジ大学けんぶりっじだいがく（2018年ねん7月がつ22日にち閲覧えつらん）

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