282737

Сока Советокиз оциалистичвскиа РвооублиаИ АВТОРСТВО Зависимое от авт. свидетельства-Заявлено 18.7,1969 (Щ 1330456/26-25, 42/, 13/03 присоединением заявкиМПК 6 01 п 13/00УДК 532 137(088.8) риорите онитет оо лелем обретеиий и открытири Совете МииистровСССР бликовапо 28.1 Х,1970. БОллетсцьсания 14,Х 11.1970 та опуоликовани АвторыизобретециЗаявитель чек, С, П, Парняков, Т, Н. Смирнова од Арсенал им енина КРАЕВОГО УГЛА СМАЧИВАН ОБ 2 Изобретение относится к измерению физических характеристик систем жидкость - твердое тело, в частности к измерению краевого угла смачивания.Известен способ измерения краевого угла смачивания, основанный на фотографировании капли исследуемой жидкости или проектировании ее на экран с последующим измерением высоты и радиуса капли и расчетом по этим данным краевого угла.Предлагаемый способ позволяет повысить точность измерений ц упростить методику анализа за счет определения краевого угла по величине глубины мециска, образованного исследуемой жидкостью, находящейся в кювете.Способ основывается ца измерении оптической картины, которая образуется при прохождении параллельного пучка света через искривленную ца границе с твердым телом поверхность жидкости.Структура оптической картины определяется кривизной и глубиной жидкостного мениска, Между глубиной мениска и краевым углом существует однозначная функциональная зависимость, которая позволяет определить краевой угол по измеренному зпачсшцо глубины мец цска.11 а фцг. 1 изображена схема установки для экспериментального определения уг смачивания гкидкости; па фцг, 2 - кювета, в сечениц: а - заполненная исследуемой жидкостьюв плоскости, параллельной торцу кюветы, иход основных лучей, образующих оптическуюкартину; б - форма мениска жидкости для5 широкой кюветы в плоскости, параллельнойторцу кюветы; в - сечение мениска слабо смачивающей жидкостк, помещенной в узкую кювету.Принципиальная возможность измерения10 глубины мениска по оптической картине заключается в следующем,Оптическая картина, образуемая цскрцвленной поверхностью жидкости,;редставляет собой систему темных ц светлых полос. Все лучи,15 идущие выше луча а (см. фиг. 2,а), проходятчерез обе степки кюветы, не меняя своего направления. Лучи, идущие ниже луча а (например, луч б), испытывают отклоняющее действие искривленной поверхности жидкости, в20 результате чего образуется верхний край темной полосы, Все лучи, идущие ниже луча в,проходят кювету, не мсняя направления, а лучи, падающие на поверхность раздела жидкость - Газ Вьше топои А, испытывают полное25 внутреШее отрагкецпе прц переходе из болееплотной среды в менее плотную. Полное внутреццсс отражение имеет место па некотором;скс АБ меписка жидкости. Таки Образом формируется оптическая картина, по кото 30 рой производится определение краевого угла.,Для вычисления на основании измеренной глубины мениска величины краевого угла предлагаются следующие соотношения.Когда кювета достаточно широкая, так как мениск имеет горизонтальный плоский учасгок (см. фиг. 2,6), для определения краевого угла используется следующее соотношение Ландау и Лифшиц Механика сплошных сред: Д 2О=агсйп 1 -ц 2 где О - краевой угол;Й - измеренная глубина меииска;а - капиллярная постоянная данноговещества,В свою очередь(2) а= )т - ,где а - коэффициент поверхностного натяжения на границе раздела жидкость - воздух;р - плотность жидкости;д - ускорение силы тяжести. О = агс 1 д й где 1 - ширина кюветы; Й - гиперболический тангенс; остальные обозначения совпадают с обозначениями, принятыми в формуле (1). Для величин а и р существуют достаточно точные табличные значения. Как видно, в этом случае на глубину мениска не влияет ширина кюветы.В случае слабо искривленной поверхности, когда краевой угол заведомо больше 45 (см. фиг, 2,в), можно использовать следующее соотношение между углом смачивания О и глубиной мениска л,: На фиг. 1 приведена схема экспериментальной установки.Она содержит источшп 1 света, светофильтр 2, конденсор 3, кювету 4 с исследуемой жидкостью на отгоризонтированном столике 5 и измерительный микроскоп 6 с окуляр-микрометром 7.Способ определения краевого угла О заключается в следующем,10 Конденсор, кювета с исследуемой жидкостью и измерительный микроскоп горпзонтируются, Измерительный микроскоп фокусируется на верхний край верхней темной полосы, и по отсчетной шкале окуляр-микрометра снима ется отсчет. Затем производится фокусировкана нижний край нижней темной полосы и снова снимается отсчет. Разность между двумя отсчетами равна глубине мениска Й.20 Из таблиц берется значение капиллярной постоянной а для данной жидкости либо рассчитывается по формуле (2), и с помощью одной из расчетных формул (1) или (3) производится расчет краевого угла О,Предмет изобретения1. Способ определения краевого угла смачи валия, отлича(ощийся тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения методики анализа, исследуемую жидкость заливают в кювету и определяют глубину мениска жидкости, по величине которой судят о крае вом угле смачивания,2. Способ по п. 1, отличающийся тем, чтоизмерение глубины мениска производят путем просвечивания жидкости в районе мениска го ризонтальным пучком световых лучей с последующим замером суммарной ширины темных полос оптической картины, наблюдаемой со стороны, противоположной подсветке.Фи Составитель Й. В. МанусовН, Старостина Тсхрсд Л. Я, Левина Корректор О. С. Зайцева Редан шография, пр. Сапунова,Заказ 35783Ц 1-1 ИИПИ Комитета Тираж 480 Подппспосам изобретений и открытий при Совете Министров СССР1 осква, Ж, Раушская наб., д. 45