Vízfelszín, térd, szemüveg – mi közük ezeknek a Holdhoz?

Hát az alakjuk! Görögül a holdsarló: meniszkusz. A holdsarló egészen egyedi, mélyen a tudatunkba ivódott alakja a régi korok tudósaira, orvosaira is olyan erővel hatott, hogy amikor vizsgálataik során valami holdsarló alakú dolgot találtak, akkor ez az erős kép arra ösztönözte őket, hogy az adott jelenséget, tárgyat vagy tulajdonságot az alakjára utalva meniszkusznak nevezték…

Aki már figyelt meg közelről üvegpohárban levő vízfelszínt, az láthatta, hogy a pohár falára a folyadék felszíne ívesen felkúszik, a fizikában ezt nevezik meniszkusznak. Hasonló jelenség, hogy a higany felszíne viszont lefelé görbül az üvegedény falánál.  A jelenség magyarázata már több mint kétszáz éves, egy Young nevű angol tudóstól származik.

A folyadék részecskéi közötti vonzóerőt, kohéziónak nevezzük, és ez hat a folyadék felszínén levő részecskékre is, befele húzva őket a folyadék belsejébe.  (Ha más erők hatása elhanyagolható – mint például egy súlytalanul lebegő űrhajóban – akkor a kohézió hatására a folyadék gömb alakú lesz. ) A folyadék felszínén levő részecskékre a határoló anyag irányából is hat vonzóerő, amit adhéziónak nevezünk. Ennek a két erőnek a viszonya határozza meg a felszín alakját. A víz és az üveg között az adhéziós erő nagyobb, mint a kohézió, az üveg magához vonzza a vízmolekulákat, emiatt kúszik fel a vízfelszín az üvegre a pohár falán. A higany esetén viszont a kohézió nagyobb, mint az adhézió, ezért a higany felszíne az edény falánál úgy alakul, hogy a higany a legkevésbé érintkezzen az üveggel.

Young a magyarázat mellé észrevette, hogy folyadékfelszín és az edény fala közötti szög, a felületi határszög nagysága kapcsolatba hozható az adhézió és kohézió arányával, hiszen ha a két hatás egyensúlyba lennek, akkor a folyadék felszíne pontosan merőleges lenne az edény falára.

A felületi határszög vizsgálatának van magyar vonatkozása is, mert a határszög vizsgálatával tudta felállítani Eötvös Loránd a folyadékok hőmérséklete és felületi feszültsége közötti függvénykapcsolatot, ami a fontos hozzájárulás volt a folyadékok molekulaszerkezetének megértéséhez.

A meniszkusz biológia jelentése sokkal közvetlenebbül befolyásolhatja életünket. Ha valaki még nem találkozott a meniszkusz kifejezés biológia jelentésével, az azt jelenti, hogy nincsenek térdproblémái.

A meniszkusz ugyanis a térdben található – holdsarló alakú – rostporcos képződmény, aminek a formájából adódó sajátsága, hogy csak részben tölti ki a csontvégek közötti üreget. A térdízület bonyolult szerkezete és általában nagy és változatos terhelése miatt fogékony annyira a sportsérülésekre.

Most, hogy ezeket a sorokat szemüvegben írom, a meniszkusz szó egy további alkalmazásáról is meg kell emlékeznem. A szemüvegek lencséje általában kívül domború, belül homorú, amelyeknek a metszete ugyancsak holdsarló alakú, ezért ennek a lencsefajtának a neve meniszkuszlencse. De ugyancsak meniszkuszlencse a kontaktlencse is, mivel a belső felével a szaruhártya domborulatára kell illeszkedjen.