Измерение поверхностного натяжения методом лежащей капли ( газового пузырька)

Мой личный опыт показывает, что можно обойтись более дешевыми средствами. В свое время я занимался фотографированием газовых пузырьков методом экспонирования изображения непосредственно на фотобумагу формата А4. В основе установки был разобранный фильмоскоп, источник света которого освещал кювету с исследуемой жидкостью, а объектив проецировал крупное изображение на экран с фотобумагой. Фокусное расстояние объектива было 78 мм.

Конструкция кюветы была проще некуда: обычная спектрофотометрическая кювета (l=5 см) накрытая покровным стеклом. Под стекло выдувался пузырек воздуха. Кювета стояла в лотке с песком, чтобы ее можно было легко выровнять вдавливанием в песок с помощью пузырькового уровня.

Прежде чем добиться удовлетворительных результатов, мне пришлось преодолеть проблему с калибровкой. Следовало найти необходимый эталон с известными размерами и поместить его точно в то место, где перед этим находился пузырек воздуха. Хорошо подошел в качестве эталона шарик от подшипника. Поскольку он идеально кругл, очень легко подсчитать вертикальную и горизонтальную поправки. Я имею в виду то обстоятельство, что изображение шарика не будет круглым, поскольку экран, на который проецируется изображение, располагается не строго перпендикулярно оптической оси объектива, а поправки позволят вычислять истинные величины высоты и ширины проецируемого объекта.

Проблему с позиционированием шарика и пузырька воздуха я решил тоже просто: над позиционируемым объектом я поместил обычную трубку с диаметром, приблизительно равным диаметру шарика и пузырька. Если глядеть через нее, не приближая глаз к трубке, то можно добиться того, что края трубки и края шарика будут близки. Это значит, что объект можно будет достаточно точно помещать в одно и тоже место. Сами за себя говорят результаты измерений размера шарика:

Результаты измерения изображения шарика диаметром 7,938 мм при температуре 220С.

Несложный расчет показывает, что ошибка операции позиционирования и измерения составляет 0,06%.

Об алгоритме измерения параметров газового пузырька я могу рассказывать долго и с восторгом, но в настоящее время, когда можно без труда найти компьютер со сканером, это никому не интересно.

Скажу одно: в обработке изображений объектов эллиптической формы без компьютера я преуспел. Делал я это с помощью штангенциркуля, прозрачной пленки для эпидиаскопа, швейной иглы и линейки.

Не нужно говорить о том, что для уменьшения ошибки опыты нужно проводить сериями. Каждая серия должна состоять из фотографирования эталона (шарика) и анализируемого объекта (капли или пузырька). Фотографирование должно проводиться на фотобумаге одной партии. После проявления, степень влажности фотобумаги должна быть одинаковой.

Другое по теме

Программа вступительных экзаменов по биологии в 2004г. (МГУ)
На экзамене по биологии поступающий в высшее учебное заведение должен показать: знание главнейших понятий, закономерностей и законов, касающихся строения, жизни и развития растительного, животного и человеческого организмов, развития живой природы; знание строения и жизни растений, животных, человека, основных ...

Расчет и проектирование внутреннего водопровода
В городах и на промышленных предприятиях расходуют большое количество воды. Ее используют на хозяйственно-питьевые и производственные нужды, а также для пожаротушения. Обеспечение населения водой питьевого качества повышает уровень благоустройства городов, улучшает их санитарное состояние и предохраняет людей от эпидем ...