Pasti anda pernah menatap hujan, bingung dan kagum dengan cara hujan turun di atasnya. Titisan yang selalu menyerupai bentuk bulat atau bujur dan secara peribadi, anda melihatnya jatuh seolah-olah jarum. Apa misteri di sebalik pembentukan titisan air? Apa yang tersembunyi di bawah permukaan tetesan air kecil dan mengapa titisan air terbentuk?
Jika anda ingin menguraikan semua enigma dan keraguan ini, teruskan membaca 
Setitis air
Air merupakan unsur yang paling banyak terdapat di permukaan Bumi. Air merupakan sumber kehidupan yang kita ketahui. Tanpanya, tidak akan ada sungai, tasik, laut atau lautan. Tambahan pula, kita sendiri tidak dapat hidup kerana kita terdiri daripada kira-kira 70% air.
Air boleh didapati dalam tiga keadaan: pepejal (sebagai ais), cecair (air), dan gas (wap air). Perubahan keadaannya bergantung sepenuhnya pada suhu dan tekanan. Apabila haba dikenakan pada ais, tenaganya meningkatkan getaran molekul air di dalamnya, dan ia mula cair. Jika haba ini berterusan, zarah-zarah akan terpisah begitu banyak sehingga ia akan menjadi gas. Wap air tidak lebih daripada titisan air yang kecil. Tetapi…
Mengapa titisan air terbentuk?
Apabila kita menunjuk ke arah molekul-molekul yang membentuk air, kita membayangkannya sebagai bulat, seperti bola yang disatukan dengan bergetar dan berputar. Jika ini berlaku, mengapa air tidak merebak sehingga setebal satu molekul apabila ia tumpah? Ini berlaku kerana sesuatu yang dipanggil tegangan permukaan. Disebabkan oleh tegangan permukaan antara molekul, kita boleh mengapungkan jarum di atas gelas, atau pelanduk air boleh berjalan di atas air.
Untuk memahami perkara ini, anda perlu mengetahui apa yang berlaku di dalam cecair. Air terdiri daripada molekul dan ini, pada gilirannya, adalah atom. Setiap atom mempunyai muatan positif (proton) dan muatan negatif (elektron) dan mereka mempunyai satu atau bentuk lain, bergantung pada jenis molekul yang mereka terbentuk. Kadang-kadang cengkerang elektron lebih tertarik satu sama lain dan lain-lain proton dan elektron. Oleh itu, kita tahu bahawa terdapat daya tarikan dan tolakan.
Apabila kita memerhatikan molekul di dalam cecair, kita dapat melihat bagaimana ia dikelilingi sepenuhnya oleh molekul lain, dan bagaimana semua daya antara molekul saling membatalkan. Jika satu molekul menarik ke kiri, molekul lain akan menarik ke kanan dengan keamatan yang sama, jadi ia saling membatalkan. Ini menjadikan molekul mempunyai tenaga yang kurang dan lebih stabil . Keadaan yang memerlukan tenaga paling sedikit untuk dikekalkan sentiasa dicari; apa yang panas menyejuk, apa yang tinggi jatuh, dan sebagainya.
Keadaan menjadi rumit apabila kita melihat molekul-molekul dalam lapisan permukaan air. Molekul-molekul ini tidak dikelilingi sepenuhnya oleh molekul lain. Mereka hanya mengalami daya dari satu sisi, tetapi bukan dari sisi yang lain. Untuk mengatasi masalah ini, molekul-molekul tersebut menyusun semula diri mereka, cuba mencari bentuk yang meminimumkan luas permukaan yang didudukinya. Untuk isipadu tertentu, bentuk geometri dengan luas permukaan terkecil ialah sfera.
Atas semua sebab ini, titisan air terbentuk apabila air dituang dan mengambil bentuk bulat atau sfera. Inilah juga sebabnya objek yang berjisim kecil dan lebih tumpat daripada air (seperti water strider) boleh terapung, kerana permukaan air cenderung tidak pecah untuk membolehkan objek asing masuk. Untuk mengetahui lebih lanjut tentang sifat air, anda boleh merujuk bahagian tentang wap air atau terus membaca tentang bentuk titisan hujan.
Ketegangan permukaan air lebih tinggi daripada cecair lain kerana geometri molekulnya bersudut dan menyebabkan lebih banyak daya wujud.
Mengapa titisan hujan berbentuk seperti air mata?
Setelah menerangkan sebab mengapa titisan air terbentuk, inilah saatnya untuk menjelaskan mengapa titisan ini mengambil bentuk air mata ketika jatuh dari langit semasa hujan.
Titisan hujan biasanya digambarkan berbentuk titisan air mata. Walau bagaimanapun, melainkan jika ia jatuh di tingkap, ia tidak mempunyai bentuk titisan air mata. Titisan hujan kecil mempunyai jejari kurang daripada satu milimeter dan berbentuk sfera. Titisan hujan yang lebih besar akan berbentuk roti hamburger apabila jejarinya melebihi 4,5 mm. Apabila ini berlaku, titisan tersebut akan herot, membentuk payung terjun dengan tiub air di sekeliling tapaknya, dan kemudian tersebar menjadi titisan yang lebih kecil.
Perubahan bentuk titisan air ini adalah disebabkan oleh interaksi dua daya yang bertindak serentak. Yang pertama ialah tegangan permukaan yang disebut tadi, dan yang kedua ialah tekanan udara , yang menolak pangkal titisan ke atas semasa ia jatuh. Apabila titisan air lebih kecil, tegangan permukaan mengenakan daya yang lebih besar daripada tekanan udara, jadi titisan tersebut menjadi berbentuk sfera. Apabila saiz titisan air meningkat, kelajuan jatuhnya juga meningkat, begitu juga daya tekanan udara yang bertindak ke atasnya. Ini menyebabkan titisan menjadi rata dan membentuk lekukan di dalamnya.
Apabila jejari titisan melebihi 4 mm, lekukan di tengah titisan meningkat sedemikian rupa sehingga membentuk poket dengan cincin air di atas , dan dari titisan besar ini beberapa titisan yang lebih kecil terbentuk.
Dengan maklumat ini, anda akan dapat mengetahui sedikit lebih banyak mengenai titisan air dan mengapa bentuknya ada ketika berada di tempat yang berbeza. Kini anda dapat melihat melalui tingkap dengan pengetahuan yang lebih besar mengenai elemen yang memberi kita kehidupan.
