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“用油膜法估测分子的大小”实验中应该注意的问题

作者：罗桂新　 　时间：2007-9-1　　　　本文热度：　　　　等级：★★★
　　高中物理教材中，“用油膜法估测分子的大小”必做分组实验有一定难度。制约该实验成功因素诸多。不少文章对其中实验教学内容都有阐明。也都提及“单位体积油酸溶液滴数”和“一滴油酸溶液的纯油酸体积”问题。但绝少提到决定这二者的注射器操作问题。笔者目睹一些教师和学生在做该实验过程中不时变化注射器的角度。观察中发现，不介意的这一个动作变化会导致液滴大小不一。必然，也会影响实验结果准确度。实践表明，单位体积油酸溶液滴数的多少不仅与针头大小有关，而且还与手持针体的姿势或者说与针体倾斜度有关，或者说与滴法有关。笔者用1毫升一次性注射器，注射针号0.45，配制1∶200油酸溶液将注射器每次吸取1毫升。实验得到数据见下表：
　　
　　说明：由于测量油酸的V值和S值不精确。尤其是当油酸形成单分子膜后，受到水的表面张力和痱子粉的挤压等因素影响，不是完全形成单分子膜，因此，实测S值较小，且L大于分子直径的数量级理论参考值10-10m。
　　由表中数字可知，其它条件不变，只是针体所处角度不同，所得滴数不同。而且滴数相差甚大。竖直向下相对滴数最多，但每滴溶液体积最小；针体越向水平方向倾斜，滴数越少，但每滴溶液体积越大。
　　若在数1毫升油酸溶液滴数时针体垂直向下即与水平方向成90°，另在贴近浅盘油酸溶液面滴油酸溶液时改变针体角度即针体与水平方向约成15°。如此状态下估测分子的大小平均值L′=6.79×10-10(m)与表中L=1.64×10-9(m)值相比，超出一个数量级。
　　因此，为提高实验结果的准确性，不论是在数单位体积油酸溶液滴数时还是处在贴近浅盘油酸溶液面上的关键一滴时都应始终恪守同一姿势，使整个实验每步操作要保持滴液大小一致。实验操作中更要注意养成良好习惯。
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