Тема 4. Измерение и исследование поверхностного натяжения. Измерение и исследование поверхностного натяжения мыльных пленок

Коэффициент поверхностного натяжения жидкостей обычно опре­делятся двумя способами: или через поверхностную энергию единицы площади поверхности, или через силу, действующую на единицу дли­ны границы раздела между поверхностью жидкости и поверхностью тела, ограничивающей жидкость.

Большинство способов экспериментального измерения коэффици­ента поверхностного натяжения исходят из силовой характеристикиповерхностного натяжения, используя эффект смачиваемости поверх­ности твердого тела жидкостью.

Задание 1

1. Разработать и описать методику измерения коэффициента по­верхностного натяжения жидкостей, дав достаточно подробное теоре­тическое обоснование методики измерения. Дать рисунок или чертеж схемы эксперимента. Дать анализ погрешностей (ошибок) измеряемых величин.

2. Провести достаточно подробную обработку результатов измере­ний с указанием погрешностей.

Мыльные плёнки - прекрасный объект исследования интерфе­ренционных явлений. Именно их радужная окраска так привлекает внимание человека. Легче всего создать мыльную плёнку с помощью 10% раствора любого шампуня. Такой раствор позволяет создать дол­го живущий пузырь. Для исследований пузырь лучше всего поместить в достаточно большой сосуд конической формы, например, в стакан или колбу и закрыть прозрачной крышкой. На дно сосуда полезно на­лить немного того же мыльного раствора.

Задание 2

1. Исследуйте характер изменения толщины плёнки. Предложите методику определения толщины. Объясните, для чего на дно сосуда лучше налить немного мыльного раствора?

2. С течением времени в разных местах пленки появляются тёмные участки, называемые ньютоновской плёнкой. Опишите и исследуйте появление и динамику роста ньютоновских плёнок. Объясните при­чину изменения толщины плёнки. Предложите способ "управления" толщиной плёнки. Исследуйте динамику поведения плёнки при разных температурах и углах наклона сосуда. Дайте физическую интерпрета­цию наблюдаемых явлений.

3. Проведите обработку результатов измерений с указанием по­грешностей.

Литература

1. Физика 10. Под редакцией Пинского А.А. Просвещение, Москва, 1995.

2. Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев. Физика 11. Просвещение, Москва, 1994.

3. Физика 11. Под редакцией Пинского А.А. Просвещение, Москва, 1995.

4. Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики, том 3. Наука, Москва, 1995.

5. Гегузин Я.Е. Пузыри. Библиотечка "Кванта", вып.46, Москва, 1985.