预置轮廓法滴油酸溶液

2012-03-20 08:44邓少华杨小平
物理通报 2012年8期
关键词:油酸油膜液滴

邓少华 杨小平

(广西平南县中学 广西 贵港 537300)

用油膜法测分子大小实验,是高二教学中一个很重要的实验,从中学生可以学到估测分子大小和估测不规则图形面积的方法.但现在用的滴油酸溶液的方法常使所形成的单分子油膜的轮廓起伏过大且不够清晰,以致测量面积时,观察吃力,测量误差大,影响实验效果.

为什么形成单分子油膜的轮廓起伏太大甚至会出现尖角呢?究其原因有二个,一个是滴下的油酸溶液的液滴与水面和水面上的痱子粉碰撞时,会造成液滴轮廓有微小的不规则,液滴在扩展时不规则的轮廓不断放大;另一个是因为水面上的痱子粉的粉微粒之间存在间隙,而油酸溶液的液滴尺度仅是痱子粉微粒之间间隙的数倍,油酸溶液扩展时就很容易在间隙处突破,在油酸溶液扩展过程中突破处不断扩大,最后,形成的单分子油膜的轮廓起伏过大且不够清晰.

基于上述分析,经多次探索和试验,发现先在粉膜中心吹出一个轮廓为圆形的无粉区后再滴油酸溶液,就能克服现在常用的滴油酸溶液方法的缺点,具体原理和方法如下.

在浅水盘撒下均匀且密度恰当的痱子粉后,用嘴或用塑料软管垂直对着浅水盘中心轻吹气,吹出的气体要使粉膜中心出现一个直径在10cm以上的圆形无粉区,并且边吹气边往无粉区中心滴油酸溶液,在水表面张力的作用下油酸溶液就在无粉区里迅速向四周扩展.因预先在粉膜中心形成了一个较大的无粉区,一方面使得圆形无粉区边缘的(即无粉区的圆周)粉膜密度大大增加,另一方面油酸溶液扩展到很大面积时才与粉膜接触,因而无法突破密度大大增加的粉膜,圆滑的粉膜边缘就像一个紧密而又富有弹性的模子,使得扩展的油酸溶液在无粉区里被合围成一个圆形的、轮廓圆滑的油酸溶液薄膜,随着油酸溶液里和溶于水的酒精的快速挥发,油酸溶液薄膜快速地略有收缩,待酒精挥发完毕便形成轮廓起伏很小且清晰的单分子油膜,从而测量面积时视觉轻松,测量误差小.

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