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用毛细管升高法测液体的表面张力系数 大学物理实验中心 一 实验目的 了解用毛细管升高法测液体表面张力系数的原理和方法 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，它适用于所有液体 二 实验仪器 读数显微镜 玻璃毛细管 烧杯 温度计 容器台 支架（插毛细管用） 读数显微镜简介 读数显微镜简介 结构： 1.显微镜调焦系统 2.螺旋测微系统 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 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 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1mm，鼓轮周界刻 有100分格，最小分度值为0.01mm 读数显微镜简介 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 三 实验原理 弯曲液面的附加压强 液体表面张力：分子间相互作用力的宏观表现 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： 对于凹液面： 三 实验原理 液面与固体接触的表面现象 润湿现象：液滴沿固体表面向外扩展，附着在 三 实验原理 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 三 实验原理 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θ 表示。 三 实验原理 三 实验原理 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和接触角所决定的 三 实验原理 四 实验内容与步骤 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 待水柱上升稳定后，测量毛细管中液面高度 四 实验内容与步骤 测量毛细管两端管口之内径 测量并记下水的温度， 按照公式（1）计算 水的表面张力系数 计算相对误差并分析 五 数据表格 测定液柱高度 五 数据表格 测定毛细管内径 六 注意事项 使用的毛细管、烧杯和液体必须十分洁净 读数显微镜属于精密光学仪器，注意爱护并按规程操作 * * 目镜 物镜 调焦螺旋 上下移动旋钮 测微鼓轮 水平移动旋钮 读数标尺 读数盘 表面张力系数 球形液面半径 固体表面上形成薄层 润湿和不润湿决定于液体和固体的性质（接触角） ⑴ ⑵ 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： r R f f h d