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拉花的基礎(chǔ)物理學(xué)原理液體表面存在張力，粘稠/密度大液體表面張力更大，傾倒奶泡的過(guò)程中，每單位時(shí)間內(nèi)傾倒的奶泡都同時(shí)受到：1：重力2：浮力（阿基米德定律，見(jiàn)流體靜力學(xué)）3：液體表面張力4：同時(shí)流動(dòng)的液體受伯努力定律（見(jiàn)流體動(dòng)力學(xué)）影響在這四者共同作用下，后續(xù)倒入的奶泡可以在原有的混合物（esp+先倒入的奶泡）的表面形成一定的形狀并在一定時(shí)間內(nèi)保持不變的結(jié)果，即我們所理解的拉花（表面成型）。關(guān)鍵詞：重力，液體表面張力（區(qū)別于“張力”），浮力，流體力學(xué)（流體靜力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)，會(huì)分開(kāi)講解。）。百度一下以上名詞可以搜出無(wú)數(shù)公式和定義，但受限于物理知識(shí)的專業(yè)性，大部分難以讀懂，這里只做關(guān)系到拉花的部分通俗講解，希望給大家（特別是咖啡師們）一點(diǎn)即通的效果，但涉及知識(shí)面較多，需要一定邏輯性，感謝耐心閱讀的讀者。
另，物理的嚴(yán)謹(jǐn)性，很多情況下公式以及原理只適用于理想狀態(tài)，字字追究，較真者不喜勿閱。比如1：液體表面張力的多種測(cè)試公式在液體微觀均勻（例如溶劑）的情況下適用，但咖啡制作的過(guò)程無(wú)法將咖啡制作成一杯“絕對(duì)均勻”的“溶劑”（因?yàn)槟膛莺蚭sp爆裂及揮發(fā)的不穩(wěn)定性，或是奶泡氣泡以及咖啡細(xì)粉微粒無(wú)法絕對(duì)均勻，等等），所以，只能是在宏觀下（例如認(rèn)定奶泡無(wú)論粗細(xì)，但氣泡大小是均勻的），或是相對(duì)情況下的比較。2：阿基米德定律是流體靜力學(xué)的一個(gè)分支，只在靜止下成立，有明顯流動(dòng)的液體不成立，例如魚(yú)的密度比水小，所以死魚(yú)會(huì)浮在水面上，但魚(yú)可以通過(guò)擺動(dòng)魚(yú)鰭，讓水流動(dòng)，使身體在水下保持一個(gè)相對(duì)靜止的狀態(tài)，所以此時(shí)阿基米德定律便不成立，所以很多時(shí)候，我們需要微觀的去研究一個(gè)點(diǎn)，在某一時(shí)刻認(rèn)定當(dāng)下的狀態(tài)（例如，融合結(jié)束拉花前，認(rèn)定液體在那一刻處于靜止?fàn)顟B(tài)。）來(lái)判定，從而展開(kāi)分析研究。
重力(G)：計(jì)算公式是：G=mg，g為比例系球，m為重量，而，m=ρv，v為體積，ρ為密度。所以，G=ρvg。再所以，咖啡制作中，不難理解，奶泡越“粗/厚”，空氣占比越大，ρ越小，等體積下質(zhì)量越小，受到的重力也越小。在其他力（浮力，液體表面張力）相等的情況下（理想單一變量），相對(duì)靜止情況下忽略伯努力定律，并且假定操作完全相同。那么得出拉花結(jié)論：越“粗/厚”的奶泡，越容易浮在Esp表面。所以，如果一個(gè)初學(xué)者想倒一個(gè)大白心，一杯厚奶泡很容易實(shí)現(xiàn)。而物理結(jié)論是：靜態(tài)下，越厚的奶泡，等體積下，受到的G越小。亦或者，動(dòng)態(tài)下，等時(shí)間下，傾倒的奶泡（流速）越多，G越大。（*星標(biāo)1）。
液體表面張力（*f2）：（節(jié)選自《高等物理》）使液體表面積縮小的力，稱為液體表面張力。它產(chǎn)生的原因是 液體跟氣體接觸的表面存在一個(gè)薄層，叫做表面層，表面層里的分子比液體內(nèi)部稀疏，分子間的距離比液體內(nèi)部大一些，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力。阿基米德定律：浸入靜止流體中的物體受到一個(gè)浮力，其大小等于該物體所排開(kāi)的流體重量，方向垂直向上并通過(guò)所排開(kāi)流體的形心。
液體表面張力很容易理解，也很容易在日常生活中看見(jiàn)，比如樹(shù)葉上的水珠，比如卡布奇諾鼓起的奶泡等等，
而它的大小受諸多因素影響，在咖啡中適用（相對(duì)）的，有兩個(gè)因素：1：同樣的液體，溫度越高，表面張力越小。2：分子量（咖啡中可以理解為密度）越大的液體，表面張力越大。（*星標(biāo)4）而表面張力會(huì)形成一個(gè)垂直于液面向外的力，所以在無(wú)重力影響的太空艙，水滴會(huì)成球形而不是水滴形。而在咖啡中，我們可以理解為，奶泡的表面，由于張力的存在，表面會(huì)有一個(gè)向上的力的存在。由于空氣的存在濃縮咖啡的密度是大于奶泡的，所以靜止?fàn)顟B(tài)下，由于濃縮+奶泡的混合物的密度ρ1>奶泡的密度ρ2，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)浮力f1（*星標(biāo)2），再加上表面張力f2的存在，此時(shí)，標(biāo)注奶泡的重力為G1
則G1=f1+f2（*星標(biāo)3）此時(shí)，奶泡則以一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，浮在咖啡（混合物）表面。（成型的基礎(chǔ)原理）浮力（f1）：根據(jù)阿基米德原理，浸入靜止流體中的物體受到一個(gè)浮力，其大小等于該物體所排開(kāi)的流體重量，所以，傾倒入的奶泡收到的浮力是和傾倒入混合物中的奶泡所排開(kāi)的混合物的體積所決定的。即f1=G=ρvg，所以，常常會(huì)看到拉花的紋路成“浮雕”狀，則是由于沖量的存在，排開(kāi)了一定體積的混合物，受到的浮力則滿足星標(biāo)3的等式，圖案則成型。
等式在什么時(shí)候不成立（什么時(shí)候無(wú)法拉花？什么時(shí)候“拉花拉不出來(lái)”）？奶泡在拉花時(shí)為流動(dòng)狀態(tài)，會(huì)產(chǎn)生動(dòng)量p=mv繼而根據(jù)動(dòng)量以及沖量的守恒公式f3t=mv得出，f3=mv/t[f3為單位奶泡接觸液面時(shí)所產(chǎn)生的作用力，m為奶泡質(zhì)量，流速越大，單位時(shí)間接觸液面的奶泡質(zhì)量越大，流速穩(wěn)定時(shí)視為恒量（*星標(biāo)5），t為接觸時(shí)間，奶泡厚薄相同時(shí)時(shí)視t為恒量，v是奶泡接觸液面的速度]
首先，請(qǐng)花幾分鐘時(shí)間詳細(xì)閱讀上文（沖量&動(dòng)量），并盡可能理解。然后，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，液體表面受f1,f2,f3，G的影響，G+f3=f1+f2時(shí)候，傾倒的奶泡浮起，形成圖案，G+f3>f1+f2時(shí)候，傾倒奶泡下沉，不能形成圖案。
那，什么原因，讓G+f3>f1+f2？根據(jù)公式，f3中，m，t都是恒量，則，v越大，f3越大。v由什么決定？奶泡的傾倒（下落）過(guò)程中，下落時(shí)間越長(zhǎng)，由于重力加速度（是指一個(gè)物體受重力作用的情況下所具 有的加速度）的存在，v越大。什么情況下下落時(shí)間越長(zhǎng)？奶泡的初始高度越高，下落時(shí)間便越長(zhǎng)，v便越大，f3便越大，當(dāng)G（重力）+f3（接觸作用力）>f1（浮力）+f2（液面張力）時(shí)，拉花便不能形成。而G+f3<f1+f2的情況是不存在的。由于G的存在，奶泡只可能浮在液體表面，或是沉入液體以下，不可能向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然，為了滿足G+f3=f1+f2，我們有很多種方法，減小G [ 減小單位時(shí)間流量（*見(jiàn)星標(biāo)1）]，或是減小f3（降低注入高度），都可實(shí)現(xiàn)。亦或者增大f1（更高濃度的Esp）或者f2 [更低溫度的混合物，可通過(guò)降低奶泡溫度實(shí)現(xiàn)（*見(jiàn)星標(biāo)4），或是更濃密的cream，比如羅豆，亦或者更新鮮的咖啡豆，也可以實(shí)現(xiàn)。] 來(lái)實(shí)現(xiàn)。
如果關(guān)于沖量及動(dòng)量還沒(méi)有理解，那么，我這里再舉個(gè)例子：一個(gè)50g的小鋼珠和一個(gè)5kg的鉛球，同樣在20cm 高度拋下，鉛球可以把手砸傷但小鋼珠不會(huì)，但如果下落高度只有2cm，一個(gè)女孩也可以穩(wěn)穩(wěn)接住鉛球，再如果，如果是30米高處拋下小鋼珠，也可以砸傷人甚至致死。 變量是，質(zhì)量，高度，以及接觸速度，接觸時(shí)間，比如，我們通過(guò)一個(gè)緩沖的手勢(shì)（增加接觸時(shí)間），也可以輕易的接住20cm處拋下的鉛球。生活中的例子也無(wú)處不在，例如原地跳起落下不會(huì)受傷，但3層樓落下基本可以摔死，但如果落在氣墊上又可以避免受傷，再例如，一個(gè)很小質(zhì)量的物體，如果以很高的速度接觸你，會(huì)造成很大傷害，比如子彈，和高空落物。期望大家能理解上段原理，并對(duì)應(yīng)到拉花操作中。
而提高注入，亦或者減小單位時(shí)間流量又會(huì)帶來(lái)如下變量（改變G和f3）傾倒正視圖解析（提高注入所帶來(lái)的影響）：牛奶的下落是一個(gè)由粗變細(xì)的過(guò)程，原因是什么？伯努力定律：p+1/2ρv2+ρgh=C如果這個(gè)流體力學(xué)的純公式很難看懂，那我們可以同通俗的以一句話大致概括：理想流體（理論無(wú)雜質(zhì)，密度均勻），等高環(huán)境中，流體流速大，壓力就小。隨著下落高度的越來(lái)越大，速度越來(lái)越大，而流柱的壓力越來(lái)越小，從長(zhǎng)扁截面，會(huì)被空氣逐漸擠壓壓成一個(gè)圓柱體截面（寬度變?。S著下落高度到了一定極限，流柱內(nèi)外壓力差過(guò)大，流體最終被擠壓為不規(guī)則形狀。
而更小的截面面積會(huì)帶來(lái)更大的正向壓力，例如，用手掌按破一個(gè)氣球很難，手指則容易些，用一根針則非常容易。而在拉花中的結(jié)論：下落高度（滿足G+f3=f1+f2的情況下）決定初始色塊大小，太高無(wú)法成型（過(guò)細(xì)的流量增加了正向壓力，大于液面所帶來(lái)的張力）慣例，如果伯努力定律沒(méi)有理解，那么這里我舉一些生活中的例子：例如不能靠火車太近，否則你和火車中快速流動(dòng)的氣體會(huì)讓你被火車“吸”過(guò)去，而發(fā)生事故。還有，由于機(jī)翼的截面形狀，飛機(jī)高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)機(jī)翼上下面的氣體流速不同，由于伯努力定律，上下面的壓力也不同，當(dāng)速度快到一定程度，機(jī)翼下面和上面的受力差大到一定程度，飛機(jī)就飛起來(lái)了。
這些都源于伯努力定律，經(jīng)典的流體動(dòng)力學(xué)在生活中的應(yīng)用。剛才講到奶泡下落，那么，詳細(xì)如下。傾倒側(cè)視圖解析（改變流量所帶來(lái)的影響）：奶泡的倒入是一個(gè)拋物線，而接觸的液面始終是一個(gè)水平面。當(dāng)由于力的分解原理，一個(gè)斜方向的力，可以按直角三角形，分解為水平和垂直兩股力，接觸液面的角度越小，分解出向前的力越多，向下的力越小，越容易成型，反之，越不易成型。
如何減小這個(gè)角度？如圖：同一高度下，流量越大，接觸角度越小。同一流量下，高度越小，接觸角度越小。
所以，初學(xué)者拉不出花的時(shí)候，會(huì)疑惑，為什么你倒就有白顏色，而我倒就沒(méi)有，排除奶泡和esp本身區(qū)別，無(wú)非于兩種原因，流量太小，高度太大，或者兩者兼有。增大流量很容易，如何降低高度？如圖，奶缸盡可能靠近杯子的同時(shí)，你還要傾斜你的杯子，才能克服固有的液面到杯口的距離。
傾倒高度流量的共同影響解析：由于流柱存在著一定的寬度，如若注入高度過(guò)小，雖然可以滿足G+f3=f1+f2公式（有圖形出現(xiàn)），但在擺動(dòng)中，成型軌跡依然有重疊（d1過(guò)?。?，即會(huì)造成，紋路心越向中間紋路越不明顯，而rosetta的葉片最終越來(lái)越小，紋路最終消失，更不用提空心。
問(wèn)題的所在，更多的時(shí)候，并不是你的擺動(dòng)手法有問(wèn)題，而是因?yàn)椋S著傾倒的奶泡越來(lái)越多，液面逐漸上升，注入高度逐漸縮短，流動(dòng)軌跡逐漸重合。最終導(dǎo)致大塊白色（亦或者越來(lái)越小的紋路幅度）的出現(xiàn)。解決方法？隨著注入逐漸提高注入點(diǎn)，以維持?jǐn)[動(dòng)流動(dòng)軌跡的空隙（d2）。如果你理解并掌握了這一點(diǎn)，傳說(shuō)中的“滿杯紋路”，以及“空心葉”也并沒(méi)有那么多傳說(shuō)了。并不僅僅涵蓋這兩個(gè)圖，這些物理原理可以涵蓋幾乎所有拉花圖案，剩下的無(wú)非是一些手法細(xì)微差別。當(dāng)然，這是在esp及奶泡穩(wěn)定，其他硬件條件統(tǒng)一的條件下，以上所有才成立，而關(guān)于奶泡打發(fā)，豆子的調(diào)整及萃取，奶缸杯具的挑選，及硬件設(shè)備的使用，每一變量都可以整理出一篇長(zhǎng)篇“論文”，而此文也僅僅是我拉花課程框架其中一部分，僅供大家參考。培訓(xùn)師也可以在理解的基礎(chǔ)上，把上文知識(shí)作為教學(xué)使用。又當(dāng)然，理解是掌握的前提，沒(méi)有理解只能是盲目練習(xí)，而若理解后沒(méi)有練習(xí)，理解也并不等于掌握。其實(shí)公式很多地方可以查到，原理文案也可以百度百科，依稀記得大學(xué)畢業(yè)時(shí)獨(dú)立完成了一篇叫“自動(dòng)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度系統(tǒng)的搭建和使用”的畢業(yè)論文（很多自動(dòng)控制專業(yè)的理工科畢業(yè)生都應(yīng)該有印象。），而沒(méi)有靠ctrl+c和ctrl+v，如果相比那篇接近8w字的理工科論文，拉花實(shí)在是太簡(jiǎn)單了。老話說(shuō)，學(xué)好數(shù)理化，走遍天下都不怕。老話說(shuō)，師者，傳道授業(yè)解惑。老話還說(shuō)，匠心獨(dú)運(yùn)，生財(cái)有道，匠人和商人本不沖突，做一行愛(ài)一行尊重一行，從業(yè)人自勉。
本文節(jié)選轉(zhuǎn)載自“Saerdna Coffee”微信公眾號(hào)（id：SaerdnaCoffee），為近兩年前的一篇良心好文，分享給大家，也感謝Saerdna Coffee的主理人寶哥（徐曉平，下圖左）和濤哥（李濤，下圖右）對(duì)男神拉花賽的大力支持！
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