越光滑越摩擦

来源:用户上传      作者: 余鱼

　　“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，接触面越光滑，摩擦力越小。”这是我们在物理课上学到的。在日常生活中，我们还从没有见过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，有时候还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结合到一起呢？”人们想当然地认为这很困难，因为镜片太光滑了。而且使用强力胶之类的粘结物将会给镜片带来瑕疵，影响镜片的质量和光学效果。
　　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接触后，奇迹出现了：就像被涂上了强力胶一样，两片镜片紧紧地贴在了一起，很难将它们分开，两片镜片浑然一体了。科学家在不经意间解决了难题。
　　为什么会出现这种现象呢？目前的观点是：接触面越光滑摩擦力越小的规律有一定的适用范围，当物体表面的光滑程度超过一定限度时，越光滑，摩擦力反而越大。过分光滑的两个表面的分子紧紧相邻，相互之间的距离很小，分子之间由于电磁作用而相互吸引。接触面越光滑，分子间的距离就越小，吸引力就越大。这时若想使两个物体分开，或使它们相互移动，都将很困难，因为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很多。
　　后来，这个通过光滑表面粘结镜片的技术成了一项制作光学仪器的工艺，称为“光胶”。
　　
　　 摩擦焊
　　人们经常需要把金属铝和不锈钢焊接在一起，但是铝和不锈钢在受热情况下的膨胀程度不同：升高相同的温度，相同长度的钢膨胀1毫米，铝却膨胀2毫米。当在焊接温度下把铝和不锈钢牢牢焊接在一起后，若降到较低的温度，就会由于收缩程度不同而发生弯曲甚至开裂；若接触到高温时，又会由于膨胀程度不同而弯曲、开裂。
　　为了解决上述问题，科学家采用了类似光胶的方式，把焊接材料的接触面磨得足够光滑，且表面形状能够相互嵌合。这种工艺过程叫“摩擦焊”。通过这种方式结合的两个材料可以自由胀缩，即无论如何膨胀还是收缩，铝摆脱不掉钢，钢也总是与铝紧密结合。
　　运用前面的观点分析，钢与铝的接触面分子间由于电磁作用而相互吸引，收缩或膨胀后，接触面上原来分子间的相互作用虽然断开了，但又会重新建立新的电磁作用，使分子之间相互吸引。这种相互吸引的电磁作用在伸缩中处于不断地断开和粘合的动态过程。
　　这项工艺的应用价值很高，像铝和钢一样，工业上需要把膨胀系数（受温度影响而膨胀或收缩的程度）不同的材料焊接在一起的情况不胜枚举。
　　随着科学家对此类现象深入的研究，越光滑摩擦力越大的规律还将给我们带来更多的实际应用价值。

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