论文导读：所以学生做油膜法测分子大小实验。实验器的量程及量程的设计制作。简称粉膜密度。简称最大扩展面积。被测大约值，“油膜法”实验的量程设计制作及实验方法。
关键词：油膜法，量程的设计制作，粉膜密度，最大扩展面积，被测大约值
1 问题的提出
油膜法测分子大小实验实质是以用粉膜法测量出单分子油膜面积为核心，这是因为油酸分子大小是根据单分子油膜面积计算而得。根据测量技术的一般规律，要测量物体的面积，必须要先知道被测面积的范围或大约值，然后根据测量范围或大约值选择或设计制作一个恰当量程的测量仪器，这样才能正确地测量出被测面积。但是，现行教材编写的“油膜法”实验指导中没有提及应作为测量（实验）条件之一的被测单分子油膜面积范围或大约值，更未提及其重要作用，造成测量（实验）条件的缺失，也没有提及需要设计制作恰当量程的实验器，这也许是受测量目标是分子的直径的影响所致，以致在实验方法上对教师和学生产生了误导，造成现行实验方法的盲目。毕业论文，被测大约值。那么，被测单分子油膜面积的大约值应如何得出？撒有痱子粉的浅水盘是否能成为一个可设计制作面积量程的实验器？解决了这二个问题就能改变原有实验方法的盲目性，极大地提高实验的成功率。
2 实验观察及分析
通常所说痱子粉的“厚度”其实是痱子粉单个微粒在水表面排列的紧密程度，简称粉膜密度。
从成功的实验中可观察到浅水盘里粉膜和液膜的物理变化过程：用放大镜可观察到粉膜是由痱子粉微粒及微粒之间的间隙组成，间隙越小，粉膜密度越大。当油酸溶液滴入浅水盘后，浮在水面上的油酸溶液迅速向四周扩展，形成以酒精为主的多分子层薄膜，压迫粉膜使微粒之间的间隙迅速减小直至微粒几乎紧密排列（在浅盘面积有限条件下），此时油酸溶液薄膜扩展到最大面积，也就是粉膜内空扩展到最大面积，其等效圆直径称粉膜内空最大扩展直径，此时粉膜密度最大。随着酒精的快速挥发油酸溶液薄膜面积快速减小，最后形成面积比油酸溶液薄膜的最大扩展面积有适度减少的单分子油膜。同时，随着油酸溶液薄膜面积的减小，因水表面张力的作用粉膜随之扩张，粉膜内空轮廓随之收缩，最后粉膜紧紧包围着所形成的单分子油膜。由上述的实验观察及分析得出的概念和结论在下面的论述中将引用到。
3 被测单分子油膜直面积（直径）大约值的得出
被测单分子油膜直面积大约值（简称被测面积大约值）的得出似乎有点隐蔽，不像一张白纸的面积大约值可以直接用经验来估计或粗测而得。（如果字数太多，这句可以删去）
众所周知，学生做实验都必须先由实验教师进行实验设计，所以作为实验条件的被测面积大约值需要由实验教师在设计实验时确定。建议在设计实验时，按一滴油酸溶液扩展成单分子油膜的面积占浅水盘面积的30~40%来配制油酸溶液，这里把由实验设计得出的并加以实验验证的由一滴油酸溶液扩展成单分子油膜的面积看作为被测单分子油膜直面积大约值，其等效圆直径简称被测直径大约值，作为学生分组实验的实验条件。当然也可以给出一个被测面积的范围。
4 实验器的量程及量程的设计制作
为了能清楚地说明测量单分子油膜直径（面积）的实验器（下简称实验器）的量程，将实验器与电压表比较，并忽略次要因素，即假定粉膜内空为圆形并且在收缩时以圆形向浅水盘中心收缩。
根据上述假设，可以想象，如果过浅水盘的盘底中心画上有毫米刻度的直角坐标，就可以透过液面从刻度上读出粉膜内空的直径。毕业论文，被测大约值。与电压表比较，有刻度的浅水盘的盘底相当于电压表的刻度盘；直径会随着油酸溶液薄膜面积的缩小而变小的粉膜内空轮廓相当于电压表的表针；粉膜内空最大扩展直径（面积）就是实验器的量程，如同电压表的满偏值（量程）。
如本文第一部分所述，实验器量程的设计制作必须使得实验器的量程适度大于被测单分子油膜面积大约值，这犹如用一个 A表头设计制作一个量程适度大于被测电压大约值的电压表。
那么实验器的量程即粉膜内空最大扩展直径（面积）与什么有关？显然与粉膜密度即撒粉量有关，即一定的撒粉量对应着确定的量程，所以可设想这样制作实验器的量程：我们最好能够一边撒粉一边测量实验器的量程，直至量程适度大于被测单分子油膜直径（面积）大约值为止，但这又是不可能的，因为粉膜内空最大扩展直径（面积）是在扩展的油酸溶液薄膜条件下反映出来，但是我们又必须在不滴油酸溶液情况下制作出量程，这是一个矛盾。
经多次探索和试验，发现可以用气膜来代替液膜来制作实验器的量程，具体原理和操作如下：
对正浅水盘中心垂直吹气，吹出的气体在水面上形成气膜将痱子粉膜推开，在浅水盘中央形成被粉膜包围的圆形气膜区。吹气时要逐渐加力，直至气膜区不再扩展为止，即吹气气压要超过最大扩展面积对应的最小气压，此时粉膜几乎被气膜压迫到密度最大状态，气膜区亦扩展到最大面积，简称最大扩展面积，其直径称最大扩展直径。
实验证明，在直径10~20厘米范围内，在粉膜中气膜区的最大扩展面积是油酸溶液薄膜形成的粉膜内空最大扩展面积的1~0.96倍左右，所以可近似认为这二个最大扩展面积相等，因此可认为气膜区最大扩展直径就是实验器的量程。
所以在撒粉过程中，只要不断地测量气膜区的最大扩展直径（用比较法测量，在下面介绍），当最大扩展直径适度大于被测单分子油膜直径大约值时，即可停止撒粉，从而得到恰当的量程，此时粉膜的密度就恰到好处，就能有效地测出单分子油膜的面积。
在设计制作实验器的量程时，考虑到各种因素的影响，一般取量程是被测直径大约值的1.08~1.3倍。
5 实验方法
1、分组实验前，实验教师根据实验设计先给出被测单分子油膜直径大约值。
2、采用在盘中心撒粉的方法撒痱子粉。毕业论文，被测大约值。毕业论文，被测大约值。在中心印有十字线的透明浅水盘里注入适量的清水，在浅水盘的中心不停地撒痱子粉，由于水表面张力的作用痱子粉会均匀地向四周扩散，待痱子粉向中心合拢稳定后，即可形成密度均匀的粉膜。
3、制作恰当量程的实验器。
先在一张白纸上画上二个同心圆，一个直径为被测直径大约值的1.08倍，一个直径为被测直径大约值的1.3倍，并过圆心划十字线，在未撒粉之前将白纸放进浅盘底部中心位置，透过浅水盘可看到同心圆。
在痱子粉撒放到一定程度且痱子粉向中心合拢稳定后，用嘴或用直径为6毫米的塑料软管垂直对着浅水盘中心吹气，如果气膜区最大扩展直径大于外同心圆，则在粉膜末合拢之前继续撒痱子粉，如此反复数次直至气膜区圆周介于二个同心圆之间，即可停止撒粉。此时实验器的量程就适度大于被测直径大约值，粉膜的密度恰到好处。然后按常规进行后几步的操作，如果所形成的油膜面积比油酸溶液薄膜的最大扩展面积略有收缩，则实验成功。由于所形成的单分子油膜轮廓并非圆形，仍然要用坐标纸测量其面积。如果撒粉过量导致气膜区最大扩展直径小于内同心圆，可在粉膜中心舀去少量痱子粉。
最后说明一下使用痱子粉的注意问题：要使用新开启包装的痱子粉，使用后要密封，以保证粉膜的扩张趋势。毕业论文，被测大约值。（如果字数太多，这句可以删去）
综上所述，看似简单的撒痱子粉的操作其实是实验器量程的设计制作的过程，所以学生做油膜法测分子大小实验，首先要进行实验器的直径量程的设计制作，这是整个实验中最为关键的一步。毕业论文，被测大约值。新的实验方法增大了学生的动手和动脑程度，并且有一定的趣味性，容易激发学生的学习兴趣。
（参考文献可以不要）
1陈守仁，工程检测技术，中央广播电视大学出版社，1984.
2夏艳萍，用油膜法估测分子的大小实验技巧，物理通报，2010，（1）：93
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