“虎紋”里的秘密

瑾睿

這兩年，各種各樣的網(wǎng)紅茶出現(xiàn)在大眾視野，成為人們的心頭好。臟臟茶就是其中一款，上面奇特的“虎紋”也成為人們拍照打卡的符號。不知道你在品嘗和拍照的時候，是否想過，為什么臟臟茶會有如此奇特的“虎紋”呢？

也許你會說，“虎紋”是牛乳撞入黑糖產(chǎn)生的效果，而且只有新鮮的牛乳和現(xiàn)熬的濃稠黑糖才能形成這樣的效果。確實沒錯，但你可能不知道，“虎紋”的形成是一種有著140年歷史的經(jīng)典物理現(xiàn)象，即瑞利-泰勒不穩(wěn)定性，和蘑菇云是一樣的原理。

瑞利-泰勒不穩(wěn)定性發(fā)生在非穩(wěn)定的密度分層狀況下，比如較重的液體流向較輕的液體時，在重力的作用下會加速較重液體的入侵進(jìn)程，因此產(chǎn)生了湍流及隨之發(fā)生的界面上的湍流混合過程。

舉一個簡單的例子，大家可以試著做一下。首先，準(zhǔn)備一杯加了色素的蜂蜜水（或者任何一種帶有顏色的、濃度比水高的飲料）和一杯白開水。在蜂蜜水的杯子上放一塊塑料片，主要目的是防止一會兒把蜂蜜水倒扣過來時流出。接著，把蜂蜜水倒扣在白開水的杯子上面，并迅速拉開塑料片。這時，你會看到兩種液體融合到一起，這種現(xiàn)象就是瑞利-泰勒不穩(wěn)定性。它會發(fā)生在任何兩種不同濃度的液體之間，在生活中非常常見。想象一下，你把牛奶加到咖啡中時的現(xiàn)象，是不是一樣呢？在自然界，火山爆發(fā)、核彈爆炸的蘑菇云等也都是由于瑞利-泰勒不穩(wěn)定性。

瑞利-泰勒不穩(wěn)定性現(xiàn)象是1880年由英國物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者、第三代瑞利男爵約翰·斯特拉特發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時他正在研究卷云。70年后，英國物理學(xué)家杰弗里·泰勒對這種現(xiàn)象進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，他發(fā)現(xiàn)除了高密度液體流向低密度液體會出現(xiàn)這種現(xiàn)象，加速低密度液體也會出現(xiàn)類似情況。

如果你對這種現(xiàn)象很感興趣，除了觀察奶茶，你還可以多觀察大自然。比如，太陽的日冕、蟹狀星云等。