[實用新型]一種夾水層玻璃分離的臨界力的測量裝置

有效

• 申請號: 201820961282.5
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN208255032U
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 任致辰
• 申請（專利權）人: 任致辰
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04;G09B23/10
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸尤

本實用新型屬于教學實驗器材技術領域，具體為一種夾水層玻璃分離的臨界力的測量裝置。包括若干個不同表面粗糙度的大玻璃底板、若干個不同大小的小玻璃片、可切換不同大玻璃底板的底板旋轉平臺、放置不同大小的小玻璃片的玻片旋轉平臺、拉力計、針筒和底座；底座上設有一垂直立桿；底板旋轉平臺和玻片旋轉平臺以立桿為轉軸水平轉動；立桿頂部設有一根懸桿，拉力計通過一定滑輪懸掛于懸桿上；底座上設有能擺放針筒的支架。本實用新型制作簡單、測量方法易于掌握、測量結果符合理論預期，適合家用和科普實驗；其可以簡單、直觀地應用于分析夾水層玻璃板分離的臨界力，定量考察夾水層面積與厚度、玻璃表面粗糙度等對于該臨界力的影響。

技術領域

本實用新型屬于教學實驗器材技術領域，具體涉及一種夾水層玻璃分離的臨界力的測量裝置。

背景技術

貼合在一起的兩塊干燥玻璃很容易被分離；然而如果平行玻璃之間夾有一層薄薄的水，拉開它們將變得十分困難。這一現象在生活中經常可以遇到。在初高中的物理教材中，也有諸如：“用水把兩塊平行的玻璃板之間的空氣排開后，沿垂直玻璃板方向把它們分開，必須沿垂直玻璃板方向作用很大的力，這是由于______的作用，兩塊玻璃越大，分開它們時的作用力______”等例題。

從20世紀80年代開始，人們開始研究固體片層之間存在的液體對固體表面產生顯著粘附作用的問題。1985年，H. K. Christenson等人對分離浸泡于乙二醇中的兩塊光滑云母片所需拉力進行了測量，給出了該力學系統的分離函數。2007年，M. P. deBoer對液體與彈性硬質粗糙固體表面間的粘附力進行建模，探究了其與外界蒸汽壓的關系，并選用多晶硅與水進行實驗驗證。2008年，P. Lambert等人通過能量方法與靜力學方法分別對液體在固體表面約束下形成的凹液面形狀進行研究，并證明了兩種方法的等效性。

對于本實用新型涉及的夾水層對小玻璃片層產生相互粘附的研究，其物理機制對于研究其他液體與固體的粘附效應具有參考價值。同時該常見現象的測量和分析可以設計成實驗，應用于初高中、以及大學的基礎物理課程中，激發實驗者的探究和思維能力。

本實用新型在這一研究和應用背景下，提出了一種夾水層平行玻璃分離的臨界力簡易測量裝置及對應的測量方法，通過簡易的測量裝置和細致的測量操作，實現夾水層平行玻璃分離所需臨界力較高準確度的測量。相比專業實驗室測量中的高精度測量設備，該測量裝置可用日常生活中易于獲取的部件加以實現，測量步驟可以由一人獨立或兩人配合完成。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種集成度高，便于搬移，操作簡便的用于課堂教學實驗的夾水層玻璃分離的臨界力的測量裝置。

本實用新型所提供的夾水層玻璃分離的臨界力的測量裝置，包括若干個不同表面粗糙度的大玻璃底板1、若干個不同大小的小玻璃片2、可切換不同表面粗糙度的大玻璃底板1的底板旋轉平臺3、放置不同大小小玻璃片2的玻片旋轉平臺4、拉力計5、針筒6和底座7；

所述底座7為一平面平臺，底座7上設有一個垂直底座7的圓柱形的立桿8；

所述底板旋轉平臺3和玻片旋轉平臺4上均設有轉孔，玻片旋轉平臺4和底板旋轉平臺3通過轉孔套在立桿8上，且玻片旋轉平臺4在底板旋轉平臺3之上；底板旋轉平臺3限位于立桿8底部，即在底座7上且不能上移；玻片旋轉平臺4限位于立桿8中部；底板旋轉平臺3和玻片旋轉平臺4以立桿8為轉軸水平轉動；

所述大玻璃底板1固定設置于底板旋轉平臺3中；

所述小玻璃片2中心位置設有固定連接的掛環9，擺放于玻片旋轉平臺4中；

所述立桿8頂部水平設有一根懸桿10，懸桿10上固定設有一定滑輪11，拉力計5通過懸掛繩掛在定滑輪11上；通過拉動懸掛繩，控制拉力計5上下移動；

所述大玻璃底板1中心能通過旋轉底板旋轉平臺3，而和拉力計5的掛鉤中心調整于一條垂直線上；