水橋

生活科學趣談

這個精彩的水橋實驗是1893年在英國工程師威廉·阿姆斯壯的公開演講中首次被提及,2012年國際青年物理學家辯論賽(International Young Physicists Tournament, IYPT)也被當作是辯論題材之一。根據維基資料”Water thread experiment“的描述:「The water generally travels from anode(陽極) to cathode…」,由於這個裝置使用去離子水並無產生電解反應,所以此處的 anode to cathode若依照氧化還原的定義,是指接在電池負極上的水往正極方向移動,因為電池中的陽極是負極;不過若是根據英漢詞典,英文單字anode是被翻譯成正極,那麼水則是從正極往負極方向移動。但是不管是哪一種譯法,有人卻做出與維基提及的相反結果→「And it always moves from the cathode to the anode.」(原文:причём она всегда движется от катода к аноду. ),實驗影片如下

如果依〈富蘭克林鐘〉的實驗結果來分析,接在負極的水往高壓正極的方向輸送不難理解;至於維基提及的「The water generally travels from anode to cathode, but the direction may vary due to the different surface charge that builds up at the water bridge surface…」倒是有點複雜,有興趣更深入瞭解的朋友可參考這二篇論文:The floating water bridgeExperiments in a floating water bridge

無論水到底是往哪個方向輸送,至少可以確定的是 → 水橋之所以不會塌陷斷裂的原因,除了表面張力能提供一部份的支撐力之外,水橋内部存在的電場造成水分子的極性朝同一方向排列也是重要因素,因為這能加強水分子之間彼此的吸引力。