編者按:每周中科院之聲都會手繪一幅《科學史小圖畫》,然后中科院自然科學史研究所將介紹這幅小畫背后的故事。
胡克是現代科學史上的一個怪人。 他至少做出了三項貢獻,使他的名聲不朽:首先,他提出了彈性力學中的胡克定律; 其次,他完成了第一本關于顯微鏡的專著。 “顯微鏡”并提出了“細胞”一詞; 第三,胡克擔任英國皇家學會秘書,為建立現代科學和科學交流做出了杰出貢獻。 當然水的毛細現象,胡克在其他方面也有出色的表現,比如天文學、光學、磁學、建筑學等。但很多人不知道毛細作用也是胡克首先發現的。
1661 年 4 月 10 日,胡克向皇家學會的一些成員宣讀了他最近出版的小冊子《解釋實驗現象的嘗試》。 當時,胡克擔任波義耳的實驗助手。 他注意到,當一根細玻璃管放入水中時,玻璃管內的水位就會上升,而且玻璃管越細,水位就會上升得越高。 但在這本小冊子中,胡克并沒有正確解釋這種現象,在他看來,這種現象是由大氣壓力施加在不同厚度的玻璃管上造成的。 到了18世紀,科學家發現這種現象在真空中也發生,這表明它與大氣壓無關。
我們現在知道,胡克發現插入水中的細玻璃管內液面上升的現象是毛細作用(毛細管作用),本質上是由進入毛細管的液體的表面張力引起的。 毛細管現象在日常生活中很常見。 例如,早上洗漱時水的毛細現象,不小心將毛巾的一角浸入盛滿水的盆中。 過了一會兒,你會發現毛巾沒有被水浸濕的部分濕潤了很多。 這是毛細作用的結果。 構成毛巾的許多纖維交織在一起,形成許多毛細血管。 水沿著毛細血管上升,濕潤了原本干燥的部分。
胡克已經認識到毛細作用對生物和地質過程的影響。 情況確實如此。 毛細作用在植物養分和水的吸收和運輸中起著重要作用。 在工程地質學和水文地質學中,毛細作用是不可忽視的。 可見,我們需要充分了解毛細作用,因勢利導,才能趨利避害。
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