这一定是最有新意的生日蜡烛！| 正经玩_风闻

原创：中科院物理所

不知道大家在吃蛋糕时有没有注意到

蜡烛燃烧流下的蜡油滴落在蛋糕表面时

都会凝固成一个圆圆的薄饼

为什么蜡油总是凝固成圆形？

那能不能把它弄成方形？三角形呢？

今天我们就来挑战

蜡烛版“3D打印”，看看能不能打出好看的图案哦~

实验器材

所标杯、蜡烛、打火机、小碟

实验过程

【本次实验要注意用火安全，远离可燃物】

小朋友请在家长陪同下进行哦 

我们可以动手试一试：

将点燃的蜡烛稍稍倾斜，

让蜡油滴到小碟内。

即使提升蜡烛的高度，

蜡油落下后凝固的形状依旧是圆形。

如果我们向小碟中加入少量的水，

会发生怎样的变化呢？

我们可以看到随着蜡烛高度的不同，

蜡油也凝固成了不同的形状。

那么我们可以来探究一下蜡油形状随蜡烛高度不同产生的变化：

首先是当蜡烛离水面很近，

只有两三厘米时：

这个时候蜡油会凝结成球形或者树叶形的小块

 

当蜡烛离水面有十几厘米时：

很神奇的现象发生了，

蜡油凝结成了碗状，

有些花苞初开的样子

 

如果蜡烛举得再高些：

蜡油在入水时会向四周飞溅

凝结成花瓣完全打开的花朵

 

我们在努努力抬高一下蜡烛：

我们发现蜡油触水飞溅成了若干大小不一的小碎块，

彼此之间并不能很好地连接在一起。

 

我们拾取上边四种情况的蜡滴对比一下，

从左到右蜡烛高度依次提高：

这其中最为神奇的就是碗状的蜡滴

整体的3d结构很明显

在水面时就像小船一样

翘起的边缘伸到了水平面之上

当然，控制蜡滴凝固的变量除了高度

自然也有水的温度

如果我们将水温稍稍抬高到30-40℃之间

看看会发生什么：

可以看到凝固的蜡滴的边缘有着很多的“毛刺”

绽放的“花瓣”的数量也比冷水时要多

我们把它们拿出来看看细节

在温水逐渐放凉的时候，

以不同的高度滴下蜡油，

就可以画出形态不一的小花啦~

原理解说

在蜡烛的燃烧过程中，烛芯的作用很关键，只有在烛芯的毛细作用下传输至火焰附近的蜡油才有足够的温度汽化并与氧气发生反应燃烧起来。而离火焰稍远处依旧有足够的温度使蜡融化，所以会造成蜡烛在燃烧时不停地有液态蜡滴下。

在液态蜡接触固体表面时会迅速凝固，就会变成圆圆的蜡斑。但是在蜡滴入水中时，由于水的热导率没有大多数固体那么高，蜡滴凝固的速度较慢，所以就会先受到水面的冲击产生不同的运动、改变了自身的形状后才会完全凝固。随着下落动能的增大，蜡滴落入水中溅向四周的距离越来越大，就形成了从小球到树叶、到小碗、再到展开的花瓣与碎裂开来的图案的改变。

由于导热效果与温差成正比，在用温水进行实验时，蜡滴凝固的速率更慢，所以反射轨迹就更多地被保留了下来，凝固成的“小花”的结构就更加得丰富了。