分子間存在引力實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

王彪

(珠海市灣仔中學(xué) 廣東 珠海 519000)

圖1 驗(yàn)證分子之間有引力

分子間引力屬于微觀范疇，在現(xiàn)實(shí)生活中不易觀察到，學(xué)生理解難度較大，所以“分子引力”是初中物理“分子運(yùn)動(dòng)論”教學(xué)中的一個(gè)必要的驗(yàn)證性演示實(shí)驗(yàn).傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)如圖1所示，將兩個(gè)鉛柱的底部削平、削干凈，然后緊緊地壓在一起，兩個(gè)鉛柱就會(huì)結(jié)合起來(lái)，甚至下面吊一個(gè)重物都不能把它們拉開(kāi).

多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)表明，在實(shí)際教學(xué)當(dāng)中驗(yàn)證分子之間有引力的演示實(shí)驗(yàn)的成功率不高，主要原因有：

(1)鉛柱的表面很難削平、削干凈，在含有雜質(zhì)或異物的鉛柱兩表面分子間距離過(guò)大，引力太小；

(2)實(shí)驗(yàn)中如果手稍有抖動(dòng)就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗.人教版教材中也介紹了如圖2所示的把干凈的玻璃板吊在彈簧測(cè)力計(jì)的下面[1]，使玻璃板水平接觸水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，讓學(xué)生觀察到當(dāng)玻璃板離開(kāi)水面時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)增大，進(jìn)而證明分子間存在引力.

但是在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也存在以下問(wèn)題：

(1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呈現(xiàn)時(shí)間過(guò)短，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生需要觀察到玻璃板離開(kāi)水面的瞬間彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中很多學(xué)生并未明顯觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，該實(shí)驗(yàn)已經(jīng)結(jié)束，這大大影響實(shí)驗(yàn)的效果.

(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，在玻璃板離開(kāi)水面時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)增大的量值很小，不利于學(xué)生觀察.

常用來(lái)保濕皮膚的甘油具有增加液體膜韌性的特點(diǎn)，利用加了甘油的肥皂薄膜刺破時(shí)拉動(dòng)輕質(zhì)的吸管演示分子間引力，演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)了傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效果更明顯、成功率更高.現(xiàn)將方法介紹如下.

1 實(shí)驗(yàn)器材

塑料盆1個(gè),自制鐵環(huán)1個(gè),吸管1根,洗潔精,甘油.

2 實(shí)驗(yàn)方法

(1)把少許洗潔精和甘油倒入裝有清水的盆中，攪拌至混合均勻.

(2)用鐵絲制作一個(gè)圓形鐵環(huán)且在鐵環(huán)中間安裝一根可以左右轉(zhuǎn)動(dòng)的吸管.

(3)把帶吸管的鐵環(huán)放入混合液體中，緩緩拿出，可以看到在鐵環(huán)上有一層液體膜如圖3所示.

圖3 鐵環(huán)上有一層液體膜

(4)如圖4所示，用細(xì)塑料管戳破吸管右側(cè)的液體膜，可以觀察到吸管被“拉”向左側(cè)；戳破吸管左側(cè)的液體膜，可以觀察到吸管被“拉”向右側(cè).

圖4 戳破液體膜

3 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

(1)混合液體中要加入適量的甘油以增加液泡的韌性.

(2)把鐵環(huán)從液體中拿出時(shí)要保持穩(wěn)定，控制速度，以免液體膜破裂.

4 本實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)

(1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程刺破液體膜的一側(cè)能夠明顯地觀察到吸管被“拉”向另一側(cè).

(2)實(shí)驗(yàn)的成功率高，利用甘油增加了液體膜的韌性后，每次實(shí)驗(yàn)只要將圓形鐵環(huán)放入液體中，就可以在鐵環(huán)上形成一層液體膜，進(jìn)而完成本實(shí)驗(yàn).

(3)取材方便，便于推廣.本實(shí)驗(yàn)所用的洗潔精、鐵環(huán)、吸管、甘油等器材在學(xué)生日常生活中極易獲得，方便師生取材完成本實(shí)驗(yàn).