主讲人毛杰键.ppt

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1、主讲人：毛杰键拉脱法测量表面张力系数表面张力1629年表面张力这个概念第一次出现，托马斯·杨在1805年第一次明确提出表面张力概念。皮埃尔-西蒙·拉普拉斯在1806年、西莫恩·德尼·泊松在1830年及约瑟夫·普拉泰奥从1842年到1868年对表面张力的理论做出巨大贡献。表面张力是液体表面的重要特性，在物理学中是一个很特殊的问题。液体表面张力即液体分子之间的内聚力使得液体表面上存在着一种应力。它产生的原因是液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间

2、的相互作用表现为引力。激光散色法测表面张力系数,用力敏传感器,毛细管法测量液体表面张力系数,用电子分析天平测量法,水波频闪法,拉脱法,光纤传感技术,一实验目的1.用拉脱法测量室温下水的表面占力系数。2．学习焦利秤的使用方法二仪器与用具焦利秤金属筐及线砝码玻璃皿温度计游标尺蒸馏水三实验原理液体的表面有如紧张的弹性薄模，都有收缩的局势，所以液滴总是趋于球形。如图1中的肥皂薄膜，如果从中心将膜刺破，由于膜的收缩，线被拉成圆形。这说明液体表面有如紧张的弹性薄膜，在表面内存在一种张力。这种液体表面的张力作用，从性质上看，类似

3、固体内部的拉伸胁强，只不过这种胁强存在于极薄的表面层内，而不是由弹性形变引起的，被称为表面张力设想在液面上作一长为为L的线段，则张力的作用表现在线段两侧液面以一定的力的F相互作用,而且力的方向恒与线段垂直，其大小与线段长L成正比，F=TL（1）比例系数T被称为液体的表面张力系数，它表示单位场线段两侧液体的相互作用力。表面张力系数单位N•m1如图（2），在一金属框P中间拉一条金属细线ab，将框及细线浸入水中后慢慢拉出水面，在细线下面将带起一水膜，当水膜将拉直时，则有F=W+2TL+Ldhρg(2)式中F为向上的拉力，

4、W是框和细线所受重力和浮力之差，l为细线金属的长度，d为细线的直径即水膜的厚度，h为水膜被拉断前的高度，p为重力加速度的重量，ldhpg为水膜的重量，由于细线的直径d很小，所以这一项不大，水膜有前后两面,所以上式中表面张力2Tl.从式（29-2）可得本实验用焦利测量（F—W）之值，用上式计算表面张力系数之值。1.测量弹簧的倔强系数k如图3将倔强系数大约为0.2——0.3N•m的弹簧挂在焦利秤上，调节支架的底脚螺旋，使十字线G的竖直线穿过平面镜支架上圆孔的中心，这时弹簧将与A柱平行.四实验内容在秤盘上加1.00g砝码

5、，横线弹簧上升，当G的横线，横线的象及镜面标线三者相重时为止（以上称三者相重合时G的位置为零点）。用游标读出标尺之值L，以后每加0.50g砝码测一次L，直至加到3.50g后再逐次减下来，将数据按加砝码的多少分成二组，用分组求差法，求出倔强系数k值。2.测量（F—W）和h扭动E使金属框P下降，P上的横线ab刚要和玻璃皿H中的水面接触，从主柱上的游标V读出B柱上的刻度值为L0。旋转S使H中水面上升到横丝ab处（ab和水面一平）。再扭动E，轻轻向上拉起弹簧直到水膜破坏为止，再读游标V处B柱之值为L，则两次读数的差值（L−

6、L0)等于拉起水膜时弹簧的伸长加上水膜的确良高度，即F-W=[(L-L0)-h]K五注意事项目1水的表面张力若有少许污染，其表面张力系数将有明显的变化，因此，玻璃皿中的水及金属丝必须保持十分洁净，不许用手触摸玻璃皿的里侧和金属框，也不要用手触及水面。每次实验前要用酒精擦拭玻璃皿和金属框，并用蒸馏水冲洗。2测表面张力时，动作要慢，又要防止仪器受震动，特别是水膜要破裂时，更要注意。六回答问题1说明为使你测出的表面张力系数T能有三位有效数字，对所用弹簧的倔强系数应有何要求？2如图4将一玻璃板用力F压入水银中，试分析玻璃板

7、所受之力。能否参照此图设计测量水银的表面张力系数的装置。