热咖啡表面上的几何图案

当阳光几乎水平地照射满杯的热咖啡时，咖啡表面呈现出以暗线为轮廓，看上去灰蒙蒙的一些多边形，这种图案也能在其它蒸发着的流体中，以及在大气流和海洋环流中见到。
       这种几何图案是怎样产生的？咖啡杯里的图案，是由热水从杯底上升到表面，冷却后又回到底部的环流形成的。在上升的热水上面，有凝结的小水滴被液体表面的蒸汽压支托着。因为液面的蒸汽压不能支托大水滴，而较小的水滴又会迅速蒸发，所以在液面上蒸汽压所能支托的水滴大小，基本上是一致的。
      在下降的冷水区域上，则没有这样悬浮着的水滴，所以呈现清晰的表面，由于咖啡是暗色的，所以这些区域也是暗色的。我们在液面上见到的是上升的热水区域上的水滴的斑纹。如果用显微镜观察上升的热水区域，就会发现：它们好像由密集着的水滴层组成。水滴的密度与液体的蒸气压和空气中的凝结中心的数目有关。
      例如，污染大气中的凝结中心较多，所以形成的水滴也较多。那么，水滴是不是带电的呢？如果用夹布胶木、塑料梳子梳头发（或一段毛线），梳子就带电。不管梳子带正电还是带负电，一旦靠近水滴后就破坏了明亮的热水上升的区域。这说明，水滴是带有电荷的。在明亮的白光照射下，水滴很快显示出迅速变化的各种美丽色彩。产生这些颜色的光散射，称为高阶丁铎尔散射。这种散射的情况比较复杂。因为水滴的大小和可见光的波长差不多，约为1微米，介于能产生虹的大水滴和形成天蓝色的小水滴之间。