主講人毛杰鍵

1、 主講人：毛杰鍵拉脫法測(cè)量表面張力系數(shù)表面張力1629年表面張力這個(gè)概念第一次出現(xiàn)，托馬斯楊在1805年第一次明確提出表面張力概念。皮埃爾-西蒙拉普拉斯在1806年、西莫恩德尼泊松在1830年及約瑟夫普拉泰奧從1842年到1868年對(duì)表面張力的理論做出巨大貢獻(xiàn)。表面張力是液體表面的重要特性，在物理學(xué)中是一個(gè)很特殊的問題。 液體表面張力即液體分子之間的內(nèi)聚力使得液體表面上存在著一種應(yīng)力。它產(chǎn)生的原因是 液體跟氣體接觸的表面存在一個(gè)薄層，叫做表面層，表面層里的分子比液體內(nèi)部稀疏，分子間的距離比液體內(nèi)部大一些，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力。激光散色法測(cè)表面張力系數(shù),用力敏傳感器,毛細(xì)管法測(cè)量液體表面張

2、力系數(shù),用電子分析天平測(cè)量法,水波頻閃法,拉脫法,光纖傳感技術(shù),一 實(shí) 驗(yàn) 目 的 1.用拉脫法測(cè)量室溫下水的表面占力系數(shù)。 2學(xué)習(xí)焦利秤的使用方法二 儀 器 與 用 具 焦利秤金屬筐及線砝碼玻璃皿溫度計(jì)游標(biāo)尺蒸餾水三 實(shí) 驗(yàn) 原 理 液體的表面有如緊張的彈性薄模，都有收縮的局勢(shì)，所以液滴總是趨于球形。如圖1中的肥皂薄膜，如果從中心將膜刺破，由于膜的收縮，線被拉成圓形。這說明液體表面有如緊張的彈性薄膜，在表面內(nèi)存在一種張力。這種液體表面的張力作用，從性質(zhì)上看，類似固體內(nèi)部的拉伸脅強(qiáng)，只不過這種脅強(qiáng)存在于極薄的表面層內(nèi)，而不是由彈性形變引起的，被稱為表面張力 設(shè)想在液面上作一長(zhǎng)為為L(zhǎng)的線段，則張

3、力的作用表現(xiàn)在線段兩側(cè)液面以一定的力的F相互作用,而且力的方向恒與線段垂直，其大小與線段長(zhǎng)L成正比， F=TL （1） 比例系數(shù)T被稱為液體的表面張力系數(shù)，它表示單位場(chǎng)線段兩側(cè)液體的相互作用力。 表面張力系數(shù)單位 Nm1 如圖（2），在一金屬框P中間拉一條金屬細(xì)線ab，將框及細(xì)線浸入水中后慢慢拉出水面 ，在細(xì)線下面將帶起一水膜，當(dāng)水膜將拉直時(shí)，則有 F=W+2TL+Ld hg (2) 式中F為向上的拉力，W是框和細(xì)線所受重力和浮力之差，l為細(xì)線金屬的長(zhǎng)度，d為細(xì)線的直徑即水膜的厚度，h為水膜被拉斷前的高度，p為重力加速度的重量，ldhpg為水膜的重量，由于細(xì)線的直徑d很小，所以這一項(xiàng)不大，水膜

4、有前后兩面,所以上式中表面張力2Tl. 從式（29-2）可得本實(shí)驗(yàn)用焦利測(cè)量（FW）之值， 用上式計(jì)算表面張力系數(shù)之值。 1.測(cè)量彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)k 如圖3將倔強(qiáng)系數(shù)大約為 0.20.3Nm的彈簧掛在焦利秤上，調(diào)節(jié)支架的底腳螺旋，使十字線G的豎直線穿過平面鏡支架上圓孔的中心，這時(shí)彈簧將與A柱平行. 四 實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容 在秤盤上加1.00g砝碼，橫線彈簧上升，當(dāng)G的橫線，橫線的象及鏡面標(biāo)線三者相重時(shí)為止（以上稱三者相重合時(shí)G的位置為零點(diǎn)）。用游標(biāo)讀出標(biāo)尺之值L，以后每加0.50g砝碼測(cè)一次L，直至加到3.50g后再逐次減下來，將數(shù)據(jù)按加砝碼的多少分成二組，用分組求差法，求出倔強(qiáng)系數(shù)k值。 2. 測(cè)

5、量（FW）和h 扭動(dòng)E使金屬框P下降，P上的橫線ab剛要和玻璃皿H中的水面接觸，從主柱上的游標(biāo)V讀出B柱上的刻度值為L(zhǎng)0。旋轉(zhuǎn)S使H中水面上升到橫絲ab處（ab和水面一平）。再扭動(dòng)E，輕輕向上拉起彈簧直到水膜破壞為止，再讀游標(biāo)V處B柱之值為L(zhǎng)，則兩次讀數(shù)的差值（LL0)等于拉起水膜時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)加上水膜的確良高度，即 F-W=(L-L0)-hK五 注 意 事 項(xiàng) 目 1 水的表面張力若有少許污染，其表面張力系數(shù)將有明顯的變化，因此，玻璃皿中的水及金屬絲必須保持十分潔凈，不許用手觸摸玻璃皿的里側(cè)和金屬框，也不要用手觸及水面。每次實(shí)驗(yàn)前要用酒精擦拭玻璃皿和金屬框，并用蒸餾水沖洗。 2 測(cè)表面張力時(shí)，動(dòng)作要慢，又要防止儀器受震動(dòng)，特別是水膜要破裂時(shí)，更要注意。 六 回答問題1 說明為使你測(cè)出的表面張力系