文档介绍：液体表面张力系数的测定
表面张力是液体表面的重要特性，它类似于固体内部的拉伸应力，这种应力 存在于极薄的表面层内，是液体表面层内分子力作用的结果。 液体表面层的分子 有从液面挤入液内的趋势，从而使液体有尽量缩小其表面的趋势， 整个液面如同套筒9和能够上下移动的平台6。金属套筒的下端设有旋钮4,转 动4可使金属杆1上下移动，移动的距离由1上的刻度和游标2来确定。
使用时，先照图（5）正确安装仪器，使带横线的小镜子 10穿过玻璃套筒9 的内部，，使小镜子
10沿竖直方向振动时不 ,使小镜子10上的刻线与玻璃套筒9 上的刻线以及9上刻线在小镜子里的像三者相互对齐，即所谓“三线对齐”。用 这种方法保证弹簧的下端的位置是固定不变的， 而弹簧的上端可以向上沿伸，需 要确定弹簧的伸长时，可由1上的米尺和游标2来确定（即伸长前、后两次的读 数之差值）。
根据胡克定律，在弹性限度内，弹簧的伸长量 x与所加的外力F成正比，
即F K x,式中K是弹簧的劲度系数，对一特定的弹簧，K值是确定的。如果 我们将已知重量的整码加在整码盘中，测出弹簧的伸长量，即可算出弹簧的K值， 这一步骤称为焦利秤的校准。使用焦利秤测量微小力时，应先校准。利用校准后 的焦利秤，就可测出弹簧的伸长量，从而求得作用于弹簧上的外力 F。
弹簧的劲度系数越小，就越容易伸长，即弹簧越细，各螺旋环的半径越大， 弹簧的圈数越多，K值就越小，弹簧越容易伸长。同时弹簧材料的切变模量越小， 弹簧越容易伸长。选用K值小的弹簧，其测量微小力的灵敏度就高。所以本实验 中，一定要在有关实验人员的指导下得知弹簧的最大负荷值， 并且在使用、安装
过程中一定要轻拿轻放，倍加爱护。
实验内容与步骤：
1、按照图（5）挂好弹簧、小镜子10及整码盘，调节三角底座上的螺钉使 小镜子10铅直（即小镜子10与
玻璃套筒9的内壁不摩擦）。然后转动旋钮4,使“三线对齐”（观察时眼睛要与 玻璃套筒上的水平线等高）。记录游标零线所指示的米尺上的读数 L0o
2、依次将实验室给定的整码加在整码盘内，逐次增加至，，…, （每加一次
均需要转动旋钮4,重新调到“三线对齐”），分别记录1柱上米尺的读数
L1、L2 L9,并在表（1）中记录数据，然后依次减去整码，步骤同上，用逐差 法求弹簧的劲度，再算出劲度系数是的平均值及其不确定度。
3、用酒精棉球仔细擦洗矩形金属丝框架， 然后挂在整码盘下的小钩上，
转动旋钮4,重新使“三线对齐”，记录游标零线所指示的米尺读数 S。。
4、将盛有多半杯蒸镭水的烧杯置于平台上，转动平台下端的螺丝 5,
使矩形形金属丝框先浸入水中，然后缓慢地调节螺丝 5使平台慢慢下降，
直至矩形金属丝横臂高出水面，此时水的表面张力作用在矩形金属丝上， 小镜子10上的弹簧受到向下的表面张力的作用也随之伸长， 这样小镜子上
的刻线G也随着下降，使“三线”不再对齐。眼睛对准玻璃套筒上的水平 刻线D,用另一只手缓缓向上旋动旋钮 4,使“三线”重新对齐，同时调节
平台调节旋钮5使之再下降，直到矩形金属丝框架下的水膜刚要断裂止 （或
刚刚断裂）。先观察几次水膜在调节过程中不断被拉伸、最后破裂的现象。
然后再把金属丝框架欲要脱离而尚未脱离水膜的一瞬时的米尺 1上的读数
§记录下来。
5、重复步骤3和4五次，测出弹簧的平均伸长 S S。及其不确定度，
则（F Mg） K （S S。） o
6、记录实验前后的水温，以平均值作为水的温度。测量矩形金属丝横
臂的长度b、直径a的数值，并计算。 的值及其不确定度。
数据处理
表（1）用逐差法求K
质量m
(10-3kg)
增重位置
Li (10-2m)
减重位置
Li 2
i (10-2m)
平均位置
, 「Li （10-2m）
Li 5 Li
(10-2m)
V：5工
i 5 i
5mg
Li
Li
(L 5 L)
Vl l
Li 5 Li
(Li 5 Li)
；n(n 1)
= 一 2
其中
VG 匚 Li 5 Li (Li 5 Li )
其中
s S0
s S0
V(S S。)
■, n(n 1)
V(S S0) (s s0)(s
2
S0) (s S0)
表（1）求 S S0 （单位：10-2m）
S0
S
S S0
V(S S0)
01
a ( ) m a ( ) m T ( ) C
-K (S S