严寒的冬季,小朋友们特别喜欢这样的运动:在地面上泼上一汪水,待水结冰后,在稍远一点的地方助跑一段距离,到达冰面时,把握好平衡,身体就会在冰面上滑过,体会滑翔般的飘逸。在玩的过程中,每个孩子都知道穿上鞋底比较光滑的鞋子,有利于滑行。
就这样在玩乐中,我们了解了摩擦力的性质:接触面越光滑,摩擦力越小。我们在学校中所学的物理知识也告诉我们,摩擦力与摩擦系数有关,摩擦系数的主要影响因素是接触面的粗糙程度,接触面越粗糙,摩擦系数越大,于是摩擦力就越大。日常生活中,我们还从没有见到接触面越光滑摩擦力越大的情况,可是科学家却发现了这种反常的现象。
光胶现象
用来做显微镜或望远镜的光学镜片一般都要求特别光滑,科学家有时候需要把两个不同倍数的镜片结合到一起,“这么光滑的镜片如何能够结合到一起呢?”科学家们想当然地以为这很困难,因为这种镜片太光滑了,即使强力胶也很难粘结,而且任何中间粘结物会给镜片带来瑕渍,影响镜片的质量。
可是,当科学家试着把两片表面特别光滑、接触面形状相合的光学镜片相互接触后,奇迹出现了,就像中间接触面涂上了强力胶一样,这两个镜片紧紧贴在了一起,难以把它们分开,两个镜片几乎浑然成为了一个镜片,可是科学家并没有在接触面上涂任何东西!科学家在不经意间解决了难题。
为什么会出现上述现象呢?科学家目前的观点是:两个物体接触面越光滑摩擦力越小的规律只适用于一定范围,当物体表面的光滑程度超过一定限度时,越光滑,则摩擦力反而会越大,因为过分光滑的两个表面的分子会紧紧相邻,相互之间的距离很小,两个表面的分子之间就会由于电磁作用而相互吸引,越是光滑,分子间的距离越小,这种吸引力就越大。这时若再想分开两个物体,或使它们相互移动,都会很困难,因为两个物体接触面的许多分子相互吸引的合力比强力胶的粘结力还要大。
后来,这个通过光滑表面粘结镜片的技术成为制作光学仪器的一项工艺,称为“光胶”, 光胶其实并没有用到任何实际的胶。