用毛细管升高法课件.ppt

1、 大学物理实验中心大学物理实验中心一 实验目的v了解用毛细管升高法测液体表面张力了解用毛细管升高法测液体表面张力系数的原理和方法系数的原理和方法v学习用读数显微镜测微小长度学习用读数显微镜测微小长度 毛细管升高法是一种间接测量方法，它适毛细管升高法是一种间接测量方法，它适用于所有液体用于所有液体二二 实验仪器实验仪器v读数显微镜v玻璃毛细管v烧杯v温度计v容器台v支架（插毛细管用）读数显微镜简介读数显微镜简介 目镜目镜物镜物镜调焦螺旋调焦螺旋上下移动旋钮上下移动旋钮测微鼓轮测微鼓轮水平移动旋钮水平移动旋钮读数标尺读数标尺读数盘读数盘读数显微镜简介读数显微镜简介v结构：结构：1.显微镜调焦系统2

2、.螺旋测微系统v用途：用途： 1.可放大细微物体或物体的细微部分2.精确测量微小或不能夹持的物体的大小读数显微镜简介读数显微镜简介v调节步骤：调节步骤：1.使显微镜镜筒位于标尺中部2.用合适的光源照明被测物，调节照明方向，使视场明亮3.调节目镜，使十字叉丝清晰4.调节镜筒的工作距离（调焦），使像清晰并要消除视差读数显微镜简介读数显微镜简介v测量步骤：测量步骤：1.旋转测微鼓轮使显微镜左右移动，瞄准 被测物上一点，记下位置读数2.继续移动，瞄准另一点，记下3.被测物两点间距离为 读数显微镜丝杆的螺距为读数显微镜丝杆的螺距为1mm1mm，鼓轮周界刻，鼓轮周界刻 有有100100分格，最小分度值为分

3、格，最小分度值为0.01mm0.01mm1a2a21aa 读数显微镜简介读数显微镜简介v注意事项注意事项：1.调焦前，应先将物镜接近被测物，然后缓慢向上移动镜筒2.十字叉丝中的一条应与被测物相切，另一条与镜筒的移动方向平行3.测量时，测微鼓轮只许向一个方向旋转，不能中途往返移动，以避免空程差避免空程差三三 实验原理实验原理v弯曲液面的附加压强弯曲液面的附加压强液体表面张力：液体表面张力：分子间相互作用力的宏观表现附加压强：附加压强：由于表面张力的存在，液面内和液 面外产生的一压强差对于凸液面：对于凸液面：对于凹液面：对于凹液面：RP2RP2R表面张力系数球形液面半径三三 实验原理实验原理v液面

4、与固体接触的表面现象液面与固体接触的表面现象润湿现象：润湿现象：液滴沿固体表面向外扩展，附着在 固体表面上形成薄层三三 实验原理实验原理不润湿现象：不润湿现象：液滴在固体表面总是近似呈球 ， 能在固体表面滚动而不附着在上面润湿和不润湿决定于液体和固体的性质（接触角）润湿和不润湿决定于液体和固体的性质（接触角）三三 实验原理实验原理v接触角接触角在液体与固体接触面的边界处任取一点，作液体表面及固体表面的切线，这两切线通过液体内部的夹角称接触角 ，用 表示。三三 实验原理实验原理液液体体润润湿湿固固体体；,2 。液液体体完完全全润润湿湿固固体体，0 液液体体不不润润湿湿固固体体；,2 。液液体体完

5、完全全不不润润湿湿固固体体， 三三 实验原理实验原理v毛细现象毛细现象 润湿管壁的液体在细管里升高，而不润湿管壁的液体在细管里降低的现象。 这一现象是由表面张力表面张力和接触角接触角所决定的三三 实验原理实验原理RPPA20C B A hrR 毛细管刚插入水中时，管内液面为凹液面，PC = P0 ,PB P0 , B、C为等高点，但PB PC ，所以液体不能静止，管内液面将上升，直至PB =PC为止，此时：002PPghRPghPPCAB.cos,cos22rRgrgRh其中四四 实验内容与步骤实验内容与步骤v将洗净且管壁充分润湿的玻璃毛细管通过支架小孔插入盛有干净蒸馏水的烧杯中v待水柱上升稳定后，测量毛细管中液面高度rRffh四四 实验内容与步骤实验内容与步骤v测量毛细管两端管口之内径v测量并记下水的温度， 按照公式（1）计算 水的表面张力系数v计算相对误差并分析标标100Erd五五 数据表格数据表格v测定液柱高度测定液柱高度次数1231H2H21HHhhmm五五 数据表格数据表格v测定毛细管内径测定毛细管内径4次数1231D2D12dDDdmm六六 注意事项注意事项v使用的毛细管、烧杯和液体必须十分洁使用的毛细管、烧杯和液体必须十分洁净净v读数显微镜属于精密光学仪器，注意爱读数显微镜属于精密光学仪器，注意爱护并按规程操作护并按规程操作