薄膜干涉实验的改进,本文主要内容关键词为:薄膜论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
1 仪器装置图(如图1所示)
2 仪器特点及用途
(1 )特点:①由于洗衣粉溶液产生的液膜层或泡泡是在大体密封着的饮料瓶中,湿度大,不易受各种外界环境因素的干扰,不易蒸发,液膜层和泡泡存留时间较长(可达3至十几分钟), 观察者可充分观察。②所用材料易得,制作简单。溶质(洗衣粉)和溶剂(水)配置比例不十分严格,都能产生液膜层或泡泡。操作使用方便,可见度大。③可让学生自己实验,激发兴趣,对培养学生的动手、动脑和观察能力,进行素质教育大有好处。
(2)用途:①薄膜干涉实验;②肥皂泡上的干涉实验; ③“牛顿环”现象;④“液体表面张力”实验。
3 制作材料
1250mL无色透明塑料饮料瓶3个,直径2mm左右金属丝,鳄鱼夹(或衣夹)1个、洗衣粉溶液、酒精灯等。
4 制作方法
(1)取上述饮料瓶1个,截去小部分锥体,在瓶里加入400mL 左右的洗衣粉溶液,如图1a中的1所示。
(2)制作金属丝长方形(长约7cm,宽约6cm)框架, 留长杆部分33cm左右,如图1a中的2所示。
(3)另取一个饮料瓶, 截得大部分锥体(从圆柱体和圆锥体的结合部截下),保留待用,如图1a中的3所示。在瓶盖上打孔, 能让长方形框架的留长杆金属丝穿过。
(4 )将装有金属丝框架的圆锥体套在前述截去锥体部分的装有洗衣粉溶液的饮料瓶上,如图1b所示。
5 使用方法
(1)薄膜干涉实验:松开鳄鱼夹, 让长方形金属丝框在洗衣粉溶液里蘸一下,框架上就形成一层洗衣粉液膜,将液膜在瓶里提升到圆柱体中部,用鳄夹夹住瓶口外金属丝杆,使液膜在饮料瓶中定位。以下参照人教版高中物理(必修)第二册第231页实验。干涉条纹如图2a 所示。
(2)洗衣粉液泡泡上光的干涉实验:另取一个饮料瓶, 往瓶里注入30mL左右预先配制好的洗衣粉溶液,拧紧瓶盖,摇动饮料瓶,并注意让洗衣粉溶液能达到瓶口部分,或者来回翻转饮料瓶数次,瓶内就会出现多个大大小小的洗衣粉溶液泡泡,同时也会在柱体或锥体部分出现一至二层洗衣粉液膜。选出观察“对象”,就可看到泡泡上的弯曲彩色条纹,如图2b所示。
(3)观察“牛顿环”现象:(注:仍属薄膜干涉, 和“牛顿环”原理不同。)在上述洗衣粉液膜层上,观察者处于某一角度,即可看到“牛顿环。”
(4)表面张力实验:自制几种形状的表面张力金属丝框架, 在前述截下的圆锥体盖上,依次装入不同形状的金属丝框架。在饮料瓶的柱体侧壁上打孔,能让锉尖的辐条针通过。可仿照人教版高中物理(必修)第一册第206页实验。还可将饮料瓶平放在手中,左右倾斜饮料瓶, 让瓶内洗衣粉溶液左右冲击液膜,而液膜不会破裂。或者出现液膜后,将瓶放正,用蘸了冷水的辐条针从瓶口向里去刺液膜,液膜不会破。若用“热针”刺膜,则膜立刻破裂。