[发明专利]一种液体表面张力和粘滞系数测量的实验装置与方法

说明书

本发明公开了一种液体表面张力和粘滞系数测量的实验装置与方法，属于液体表面张力和粘滞系数测量技术领域，包括光传感器组件、振荡发生器组件、盛水盘、高度调节机构、激光源、光照度计、游标卡尺、光屏、木质平台、刻度尺、游标、触发条、光传感器组件滑轨和导轨，所述木质平台的一端上表面通过光传感器组件滑轨滑动连接有光传感器组件，所述木质平台的中部上表面固定连接有盛水盘，所述盛水盘的一侧安装有高度调节机构，所述高度调节机构上连接有导轨，所述导轨滑动连接有振荡发生器组件，所述木质平台的另一端放置有激光源。通过水表面张力波的衍射，同时测量并确定给定水样品的表面张力和黏度。

技术领域

本发明涉与液体表面张力和粘滞系数测量技术领域，特别涉与一种液体表面张力和粘滞系数测量的实验装置与方法。

背景技术

在液体表面，波的形成和传播是非常重要并被广泛研究的现象，1979年，G.Weisbuch等人首次提出了利用液体表面波来实现光衍射，并以此建立了表面张力的光学测量方法.对于这种波。振荡液体的回复力部分是重力，部分是表面张力.当波长小于某一临界波长λc，可以仅考虑表面张力。

此处σ是表面张力，ρ是液体密度，g是重力加速度。

而在一般范围内，用粘稠度来形容液体粘稠的程度。具体来说，主要用粘度来表征。通俗的讲，粘度是通过物体在液体内部运动所受阻力来测定的(旋转粘度计)。如果物体在液体内部以一定的速度运动所受阻力大，则液体粘度就比较大，反之亦然。目前对于液体的表面张力和粘稠度均是通过仪器单一测量、记录和计算的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液体表面张力和粘滞系数测量的实验装置与方法，通过水表面张力波的衍射，同时测量并确定给定水样品的表面张力和黏度，可以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种液体表面张力和粘滞系数测量的实验装置，包括光传感器组件、振荡发生器组件、盛水盘、高度调节机构、激光源、光照度计、游标卡尺、光屏、木质平台、刻度尺、游标、触发条、光传感器组件滑轨和导轨，所述木质平台的一端上表面通过光传感器组件滑轨滑动连接有光传感器组件，所述光传感器组件上安装有光屏，且光传感器组件电性连接有光照度计，所述光屏与游标卡尺相连接，所述木质平台的中部上表面固定连接有盛水盘，所述盛水盘的一侧安装有高度调节机构，所述高度调节机构上连接有导轨，所述导轨滑动连接有振荡发生器组件，所述振荡发生器组件包括刻度尺、游标和触发条，所述刻度尺位于导轨外侧壁上，所述游标与导轨滑动连接，所述振荡发生器组件下端的触发条延伸至盛水盘水面中，所述木质平台的另一端放置有激光源。

进一步地，所述触发条上开设有小孔，激光源、小孔和光屏位于同一条直线上。

进一步地，所述木质平台的上方设有塑料罩。

进一步地，所述激光源、振荡发生器组件和光传感器组件均连接有直流电源，直流电源为蓄电池、插座中的一种或多种。

进一步地，所述木质平台的下端安装有螺栓。

根据本发明的另一个方面，提供了一种液体表面张力和粘滞系数测量的实验方法，包括如下步骤：

S1：实验前预准备；

将激光源导线插入直流电源插孔，并调整激光源至特殊的入射角；

使用量筒量出500ml水倒入盛水盘中，并通过高度调节机构调整振荡发生器组件垂直位置，将振荡发生器组件的触发条一半放置在水中，小孔位于水面上方，沿导轨移动振荡发生器组件水平位置，使游标位于刻度尺上的8.0cm处，并调节振荡发生器组件频率至100Hz；

利用光传感器组件滑轨水平方向调整木质平台和光传感器组件的水平位置，利用游标卡尺调节光传感器组件垂直位置，使激光光点准确进入光屏；