火柴棍船和表面张力

德里克-大家好，今晚我们来到科尔切斯特县高中和我一起的是希娜·艾略特她安排了我们今天要做的实验。这是另一个你可以在家里做的简单实验。希娜，我们今天要做什么?

希娜-我们要用火柴做船。

德里克:好的，我们还有志愿者，他们很友好地提出要帮助我们做这个实验。请告诉我你们的名字和年级好吗?

佐伊，我是佐伊·泰勒，我上六年级。

Yichen -我叫Yichen gao，我也是来自Upper Sixth。

德里克-谢谢你能来。你们喜欢科学吗?佐伊，你呢?

佐伊:是的。我学物理和化学。

德里克:你呢，一辰?

我只学物理。

德里克:你会继续做下去吗?你会对此充满热情吗?

奕晨:当然。

德里克:太好了，今天我们请来了一些很棒的志愿者。首先我要告诉你们在家需要准备的东西，因为这很简单。你需要一个托盘或盆，甚至你的厨房水槽都可以，你需要在里面放一些水。你还需要一些火柴棍，一些洗洁精，最后还有一把切火柴棍的刀。我们建议在这方面要谨慎一些。接下来，希娜会告诉我们怎么处理这些东西。你能解释一下或者指导一下ychen和Zoe如何在这里进行实验吗?

Sheena -首先，你需要做的是拿起火柴棍，沿着一端切开，这样看起来就像一个Y形。在一端，你只是从中间把它分开，这样你就可以把比特打开，变成字母Y。

德里克:好吧，是不是有点繁琐?这很难做到吗?

希娜-我想说的是，当你拿火柴棍的时候，要把手指放在火柴棍的另一端，这样你在拿火柴棍的时候就不会靠近刀子了。

德里克:好吧。下一个什么?

希娜-接下来我们要把托盘或盆装满水。任何深度都可以;就差几厘米之类的。

Derek -好的，Zoe和ychen可以帮我们吗?我们在科尔切斯特县高中实验室，请讲。现在该做什么?

希娜-现在我们需要把火柴棒放进碗里，这样它就能水平漂浮了。

德里克:所以我们要把它浮起来，从上面看它就像一个Y形。希娜刚刚把它扔到水里，它很高兴地漂浮着。

希娜-接下来你要做的是在火柴棒后面滴一滴洗洁精。你要做的是把它放在火柴棍的旁边，在Y开口的地方;如果你喜欢的话，在Y的顶端。而且你也不想把火柴棍和洗涤剂碰在一起。你只要把它放在旁边的水里。

德里克-只是一滴吗?

希娜-是的，只要一滴就好。

德里克:好的，你只是在火柴棒后面滴一滴洗洁精，这是指火柴棒的Y形被展开的那一边。当然，我们现在不打算这么做。我们将在稍后的节目中揭晓结果。但是Zoe和ychen非常想知道接下来会发生什么。所以我要问他们认为会发生什么。

佐伊:也许火柴棒会动?

德里克-知道怎么做或者怎么做吗?

佐伊-我真的不知道。

德里克:你呢，一辰?任何想法?

ychen:我认为它会朝着某种方向发展。

德里克:好吧，我们走着瞧。我们也鼓励你在家里尝试一下，让我们知道你的结果。在那之前，我们将回到演播室，稍后再回到科尔切斯特县高中，看看发生了什么，并听取希娜的解释。所以在那之前，我要回到演播室。

后来……

德里克-大家好，欢迎回到科尔切斯特县高中在这里我们已经准备好了这个实验。希娜帮我们准备了这个盆，盆里有一层水，我们有一根两端被切割的火柴棍，所以在火柴棍的后面有一个Y形。它浮在水里，我们准备往里面滴些洗洁精。你可以指导一下Zoe和ychen该怎么做吗?

如果你拿出洗洁精，在Y字开口的地方滴上一小滴。

Yichen:哇!它一直飞到托盘的尽头。

德里克:好吧，佐伊，你觉得发生了什么?

佐伊:我不知道，但是火柴棍从洗涤液上往相反的方向移动了。

德里克-是的，那很有趣。它把它推进了托盘。希娜笑得很开心，因为她显然知道接下来会发生什么。你能给我们解释一下吗?

希娜:这一切都归结于表面张力，所以我要解释一下表面张力和它是什么。如果你想象你是一个水分子就在一缸水的中心，水分子之间有吸引力所以你会被周围所有的水分子拉向各个方向。现在如果你想象你是一个表面的水分子;你会从侧面和下面被拉向各个方向，但你不会从顶部被拉，因为你的上方有空气。那么对你有什么影响呢?你可能会发现你被压扁了一点最后在水的上面会有一层更致密的分子膜。这就是表面张力。这就是为什么你可以让一根针浮在水面上。这是因为水面的密度更大。那么当我们加入它的时候，洗洁精会发生什么呢? Washing up liquid is something we call a surfactant, and a surfactant is something that breaks this tension. It basically reduces this pulling force of the water molecules. So by adding washing up liquid, one side of the matchstick has the attraction between the water molecules broken, whereas on the other side of the matchstick they're still attracting each other. So what the matchstick feels is a pulling force from all the molecules one side where they're still trying to get closer to each other, but on the other side they're no longer feeling that force. So rather than being repelled by the washing up liquid, it's actually being pulled from the other side.

德瑞克:那么洗洁精的性质，它是一种表面活性剂，这和它的清洁能力有关吗?

希娜-是的。它也适用于油和水以及水和空气之间。这是完全一样的。它分解了相同物质之间的拉力。

德里克-所以当你把火柴棒放在表面上时，表面上的分子会向各个方向拉扯，但是一旦你在一边加入了洗涤液，拉扯就突然消失了。但是仍然有来自其他方向的拉力使得它在一条直线上运动。我的想法正确吗?

希娜-是的，就是这样。一件事是，如果你想重复这个实验，没有淡水是做不到的。那是因为一点点的洗洁精会污染你的系统因为你不再有表面张力了。

德里克:最后，为什么我们要在火柴棍的末端做一个Y形?

希娜-这只会增加你行动的区域，让它有更长的时间来行动。

德里克:如果人们不这样做，会发生什么?

如果你的火柴棍是在一个轻微的角度，你可能会发现它旋转一点。它可能不会那么令人印象深刻地向前冲。

德里克:但这仍然是一个很酷的效果，我们希望你在家里尝试一下，如果你还没有。Zoe和ychen为我们做的，非常感谢。佐伊，你觉得我们的实验怎么样?

佐伊:真的很不错。

德里克:依晨，你以前听说过表面张力吗?

依晨——依稀在学校。

德里克:但这是不是让你的头脑更清楚了一点?

ychen:是的，它有。

德里克:好东西。非常感谢你的到来为我们做这些感谢科尔切斯特县高中邀请我们感谢Sheena为我们做的实验。下周我们会带来更多的科学知识，希望你们可以在家里做。在那之前，我们只能说再见了。