メニスカス（液体）

物理学（特に流体静力学）において、メニスカス（複数形：menisci、ギリシャ語の「三日月」に由来）は、容器または他の物体の表面に近い液体 の上面に表面張力によって生じる曲線です。

凹状のメニスカスは、液体の粒子と容器の間の引力 (接着) が液体の粒子同士の引力 (凝集) の半分以上で、液体が容器の壁をよじ登る場合に発生します (表面張力 § 原因を参照)。これは水とガラスの間で発生します。樹液、蜂蜜、牛乳などの水ベースの液体も、ガラスやその他の濡れやすい容器 内で凹状のメニスカスを形成します。

逆に、接着エネルギーが凝集エネルギーの半分未満の場合は凸型メニスカスが発生します。凸型メニスカスは、例えば気圧計^[1]や温度計の水銀とガラスの間に発生します。

一般に、液体の表面の形状は複雑になることがあります。円形の断面を持つ十分に細いチューブの場合、メニスカスの形状は球面の一部に近似しますが、大きな容器の場合、液体の上部表面の大部分はほぼ平らで、端の近くでのみ上向き（凹面の場合）または下向き（凸面の場合）に湾曲します。

メニスカスの形成は、表面科学において接触角や表面張力を測定するためによく使用されます。接触角測定では、メニスカスの形状を天秤で測定するか、デジタルカメラで光学的に測定します。表面張力測定では、測定プローブの接触角はゼロであり、表面張力はメニスカスの質量を測定することによって得られます。これは通常、ウィルヘルミープレートを使用して行われます。^[2]

水位計などの液体で満たされた計器の側面にある深さ目盛りを読み取る場合、正確な測定値を得るためにはメニスカスを考慮する必要があります。深さは、メニスカスが目の高さ（視差誤差を排除するため）にあり、メニスカスの中心、つまり凸型メニスカスの上部または凹型メニスカスの底部で測定する必要があります。

ガラス製品やその他のツールの製造業者は、メニスカスを考慮して測定マークを校正します。つまり、どの機器も特定の液体（通常は水）に合わせて校正されます。

メニスカスは毛細管現象の現れであり、表面の粘着力によって液体が引っ張られて凹面のメニスカスが形成されるか、内部の凝集力によって液体が引っ張られて凸面のメニスカスが形成される。この現象は植物の蒸散作用において重要である。毛細管と呼ばれる細い管を液体に浸し、液体が管を濡らすと（接触角はゼロ）、管内の液体表面は凹面のメニスカスを形成する。これは管の内側と同じ半径r を持つほぼ球面である。管は大きさ 2πrσ の下向きの力を受ける。ここで σ は液体の表面張力である。^[3]

• 毛細管圧 – 流体と管壁の間の力による2つの流体間の圧力
• 毛細管表面 – 2つの異なる流体間の界面を表す表面
• デュ・ノイリング法 – 液体の表面張力を測定する方法
• 静滴法 – 固体の表面エネルギーを測定する方法
• 張力計（表面張力）  – 表面張力を測定する機器
• ヤング・ラプラス方程式 – 流体力学における界面上の圧力差の記述

• メニスカスを用いた表面張力の測定