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摘 要：我们知道波动的产生首先需要一个处于平衡状态的介质，还需要有破坏介质平衡的扰动力和使介质恢复平衡的回复力，根据回复力的不同性质，对波浪的分类也很重要.回复力最重要的一种是重力，特别是对水自由表面的波浪，这种波浪成为表面重力波，第二种回复力是表面张力，这是由于水的表面具有表面张力的特性，水面一旦受到扰动，重力和表面张力力图使水面恢复到原来的平衡态，并形成波浪传播出去。
关键词：莱氏效应；星形振动；机理分析
所谓的莱氏星星即在莱顿佛罗斯特效应下，一定量的水会呈星形状态并快速旋转振动，通过实验，我们发现星型状态随着水体积的变化而呈现出2～13的角的状态，这种状态稳定的时间不长，随着水的不断蒸发，水滴的振动状态也随之变化。
1 莱氏效应及星形振动机理概述
在莱顿佛罗斯特效应中，有这样的描述，当接触面温度高于莱氏点的时候，水滴不会浸润接触面，而是在其上悬浮一段时间，实际上，就是因为水滴下表面受热迅速气化形成了一个蒸气垫，托住了上面的液体。
我们知道波动的产生首先需要一个处于平衡状态的介质，还需要有破坏介质平衡的扰动力和使介质恢复平衡的回复力，根据回复力的不同性质，对波浪的分类也很重要.回复力最重要的一种是重力，特别是对水自由表面的波浪，这种波浪成为表面重力波，第二种回复力是表面张力，这是由于水的表面具有表面张力的特性，水面一旦受到扰动，重力和表面张力力图使水面恢復到原来的平衡态，并形成波浪传播出去。
2 实验探究
莱氏星星是基于莱氏效应的一个奇特的现象，为了研究这一现象产生的原因，以及影响因素，我采购了铁锅、铝锅、不锈钢锅、卡式炉、胶头滴管、烧杯等器材。
在预实验中，我分别采用了我所选购的三种锅进行实验，发现在相同情况下，铝锅和不锈钢锅的实验现象不很明显，而铁锅的实验现象则比较好。在预实验中，我发现莱氏星星的角数可能与水滴的体积还有锅的温度有关，于是我设计了如下的两个实验：
通过实验一，我发现在接触面温度在400℃左右时，滴入1ml水，它在一段时间后会形成3个角的振动，随着水分的蒸发，水滴发展成两个角的振动，最后变成一个圆形液滴不再振动；接触面温度在400℃左右时，滴入2ml水，它在一段时间后会形成3个角的振动，随着水分的蒸发，水滴发展成两个角的振动，最后变成一个圆形液滴不再振动；接触面温度在400℃左右时，滴入3ml水，它在一段时间后发展成4个角的振动，继而变成4方形的振动，接着发展成3个角的振动，然后发展成2个角的振动，最后变成一个圆形液滴不再振动。结合这个实验结果，我们又继续进行了后续的补充实验，我们不断增加接触面上的水滴体积，我们发现随着水滴的体积越大，呈现出的最大的振动角数越多，在我们的实验中最多观察到了13个角的振动模式。
通过实验二，我发现1ml的水滴在200℃、300℃、400℃的接触面上，最多均呈三个角的振动，这说明水滴的振动模式与接触面的温度基本没有关系。
3 原理分析
水波的自由表面是一个运动着的水面，它是由流体流体质点组成的流体面。运动学边界条件表面：组成自由水面运动运动而不可能脱离或者说穿透自由水面。因此边界条件只是边界面为流面而不是固体壁面，流面的特点是它可以容易地变形。
来自水滴中心的一定波长的毛细波运动到水滴边缘时，水滴在径向上的长度会随之变化。这一定波长的毛细波来源于气体水平离开水滴中心的运动。由于存在诸如温度不一等因素，气体离开液滴的水平速率不完全相同，因而引起波的相位不一致。
处于平衡状态的流体，自由表面是平的，当它的某个部分收到某种干扰时，液体质点将离开其平衡位置，并沿垂直于表面的方向运动，在重力和表面张力等回复力的作用下将促进其返回平衡位置，然后质点在惯性作用下继续向另一侧运动，从而形成液体质点的振动和因振动传播而产生的自由表面波。
当液体表面被表面张力作用时，波长一定的毛细波是极不稳定的。表面张力的大小不易被测量，我们可以测量摩擦物体的速度来测量它（u′=τ/ρv，其中τ是表面张力大小。在气液表面最大的表面张力为τ=6ηvu[]e，将其带入，可估算出u′≈1.8m/s。
4 结论
（1）当接触面的温度达到莱氏点及以上时，水滴滴可以悬浮在接触面上，并可以呈2-13个角的星型振动。
（2）振动的模式与接触面的温度无关（温度高于莱氏点），仅与水滴的体积有关。
参考文献：
[1]董曽南.非粘性流体力学.清华大学出版社，2003：385-395.
[2]A.-L.Biance，C.Clant，and D.Quere，Phys.Fluids 15，1632（2003）.
关键词：莱氏效应；星形振动；机理分析
所谓的莱氏星星即在莱顿佛罗斯特效应下，一定量的水会呈星形状态并快速旋转振动，通过实验，我们发现星型状态随着水体积的变化而呈现出2～13的角的状态，这种状态稳定的时间不长，随着水的不断蒸发，水滴的振动状态也随之变化。
1 莱氏效应及星形振动机理概述
在莱顿佛罗斯特效应中，有这样的描述，当接触面温度高于莱氏点的时候，水滴不会浸润接触面，而是在其上悬浮一段时间，实际上，就是因为水滴下表面受热迅速气化形成了一个蒸气垫，托住了上面的液体。
我们知道波动的产生首先需要一个处于平衡状态的介质，还需要有破坏介质平衡的扰动力和使介质恢复平衡的回复力，根据回复力的不同性质，对波浪的分类也很重要.回复力最重要的一种是重力，特别是对水自由表面的波浪，这种波浪成为表面重力波，第二种回复力是表面张力，这是由于水的表面具有表面张力的特性，水面一旦受到扰动，重力和表面张力力图使水面恢復到原来的平衡态，并形成波浪传播出去。
2 实验探究
莱氏星星是基于莱氏效应的一个奇特的现象，为了研究这一现象产生的原因，以及影响因素，我采购了铁锅、铝锅、不锈钢锅、卡式炉、胶头滴管、烧杯等器材。
在预实验中，我分别采用了我所选购的三种锅进行实验，发现在相同情况下，铝锅和不锈钢锅的实验现象不很明显，而铁锅的实验现象则比较好。在预实验中，我发现莱氏星星的角数可能与水滴的体积还有锅的温度有关，于是我设计了如下的两个实验：
通过实验一，我发现在接触面温度在400℃左右时，滴入1ml水，它在一段时间后会形成3个角的振动，随着水分的蒸发，水滴发展成两个角的振动，最后变成一个圆形液滴不再振动；接触面温度在400℃左右时，滴入2ml水，它在一段时间后会形成3个角的振动，随着水分的蒸发，水滴发展成两个角的振动，最后变成一个圆形液滴不再振动；接触面温度在400℃左右时，滴入3ml水，它在一段时间后发展成4个角的振动，继而变成4方形的振动，接着发展成3个角的振动，然后发展成2个角的振动，最后变成一个圆形液滴不再振动。结合这个实验结果，我们又继续进行了后续的补充实验，我们不断增加接触面上的水滴体积，我们发现随着水滴的体积越大，呈现出的最大的振动角数越多，在我们的实验中最多观察到了13个角的振动模式。
通过实验二，我发现1ml的水滴在200℃、300℃、400℃的接触面上，最多均呈三个角的振动，这说明水滴的振动模式与接触面的温度基本没有关系。
3 原理分析
水波的自由表面是一个运动着的水面，它是由流体流体质点组成的流体面。运动学边界条件表面：组成自由水面运动运动而不可能脱离或者说穿透自由水面。因此边界条件只是边界面为流面而不是固体壁面，流面的特点是它可以容易地变形。
来自水滴中心的一定波长的毛细波运动到水滴边缘时，水滴在径向上的长度会随之变化。这一定波长的毛细波来源于气体水平离开水滴中心的运动。由于存在诸如温度不一等因素，气体离开液滴的水平速率不完全相同，因而引起波的相位不一致。
处于平衡状态的流体，自由表面是平的，当它的某个部分收到某种干扰时，液体质点将离开其平衡位置，并沿垂直于表面的方向运动，在重力和表面张力等回复力的作用下将促进其返回平衡位置，然后质点在惯性作用下继续向另一侧运动，从而形成液体质点的振动和因振动传播而产生的自由表面波。
当液体表面被表面张力作用时，波长一定的毛细波是极不稳定的。表面张力的大小不易被测量，我们可以测量摩擦物体的速度来测量它（u′=τ/ρv，其中τ是表面张力大小。在气液表面最大的表面张力为τ=6ηvu[]e，将其带入，可估算出u′≈1.8m/s。
4 结论
（1）当接触面的温度达到莱氏点及以上时，水滴滴可以悬浮在接触面上，并可以呈2-13个角的星型振动。
（2）振动的模式与接触面的温度无关（温度高于莱氏点），仅与水滴的体积有关。
参考文献：
[1]董曽南.非粘性流体力学.清华大学出版社，2003：385-395.
[2]A.-L.Biance，C.Clant，and D.Quere，Phys.Fluids 15，1632（2003）.