分子直径很小,传统手段无法直接测量。这个实验实际上是展示了一个通过测量宏观量来测量微观量的方法。
当然,油酸分子有复杂的结构和形状,油酸分子间也存在间隙,这里我们是一种粗略的估测,把油酸分子看成球形,并紧密排列在水面,这样一来,油膜的厚度就近似等于油酸分子的直径了。
之所以选择油酸做这个实验,也是因为油酸的一些特殊的性质,会在一定程度上使估测的结果更接近实际的分子大小。
下图为油酸分子的结构图(出自互联网):
接下来,在一个浅盘中盛上水,并在水面上均匀撒上爽身粉。用注射器滴1滴油酸酒精溶液,酒精很快溶于水并挥发,油酸在水面散开,形成一块油膜。油膜上没有爽身粉,可以清楚地看出它的轮廓。待油膜形状稳定后,将事先准备好的带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描下薄膜的形状。
之后就可以通过数坐标方格的个数来估算油膜的面积了。只要知道每个方格的面积,乘以方格数就是油膜的面积。方格数需要估算,通常是不满半格的不计,超过半格的计一格。
本文是理论为主,实验内容非本文重点所在。但为了中学物理范围内的内容尽量完整,考虑再三还是把这个热学中唯一的一个实验课也写成一段。当然,大多内容直接摘录的教材原文,因为实验的操作,本来就是这样。
本段结束。
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