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从冰箱里取出的饮料要比室内环境温度低，室内空气的水分遇到比较冷的饮料瓶壁，会马上凝结成水珠，这是平常常见到的冷却水，也叫“冷凝”现象。就好比冬季，我们在很冷玻璃窗前，用嘴呼出热气，马上就会在玻璃上出现冷却水雾现象，积少成多时间长了就会变成水分。
即使你把它擦掉，还会不断产生，直至内外温度一致后就不会在产生这种现象了
为什么水珠的分布会有差异，这是因为存在温度差。
在封闭的瓶内，水面上方的空气含有大量水蒸气，空气的温度由水温控制，可以近似认为空气温度等于水温。当封闭一定时间后，空气中水蒸气达到饱和状态。
而瓶壁（水面以上）的温度是受环境温度的影响。当水面上方瓶壁内表面的温度高于水温时，表面附近的空气温度也升高，水蒸气变成非饱和状态，不会凝结，即使已有的水珠也会慢慢蒸发掉；
相反，当水面上方瓶壁内表面的温度低于水温时，表面附近的空气温度也降低，水蒸气变成超饱和状态，就会凝结成小水珠。
所以说“门外壮汉”观察到的现象只能是在密闭的矿泉水瓶放置一定长的时间，使水温接近于环境温度，这样才会造成瓶壁一边温度略高于水温（无水珠），一边温度略低于水温（凝结水珠）。
而形成这种情况情况以前，如果，水温高于环境温度，向光面和被光面都会结满水珠；如果，水温低于环境温度，两面都不会结水珠。
前面是基础知识，现在我们来讨论本问题的关键，为什么向光面凝结水珠而被光面不凝结水珠。
我们很容易猜到:向光面的温度低，背光面的温度高。（但这似乎不合常理）
其实这和水珠的形状有关。瓶壁上的水珠实际上是呈（近似于）半球形，可以看成是一个半球透镜。
在向光一面，光线从瓶壁进入水珠，一部分光线反射入瓶壁，不再进入水珠，进入水珠的光线经半球透镜汇聚，不再进入其他水珠；
而背光一面，光线从瓶内空气进入水珠的同时一部分被球面反射，而球面反射具有发散性，这些光线还有相当一部分进入其他水珠。
这样，背光一面吸收光线的量要多一些，温度相对就要高一些，这样就形成温差，最终造成“门外壮汉”观察到的现象。
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