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滲透檢測測的物理基礎
一、物質(zhì)的分子運動
物質(zhì)的分子運動在現(xiàn)代物理學中，是用分子之間的力和分子所具有的能貴來解釋和說明物質(zhì)的性質(zhì)。物質(zhì)分子的化學特性與它們的成分有關，而它們的物理特性與分子間作用力的大小.、分子間的距離大小有關。按照分子間作用力和距離的大小的關系,物質(zhì)可分成固體、液體和氣體三大類。在固體中分子排列緊密,液體中分子排列居中，氣體中分子排列最松。所以氣體的活動性最大，液體居中，固體最小。
物質(zhì)的分子是在不斷運動的。分子的平均動能取決于物質(zhì)的溫度,溫度升髙其平均動能增加，其活動性也隨之增加。對于不起化學反應的分子來說,分子的動能同樣遵守能S守恒定律。在不引起產(chǎn)生新物質(zhì)的分子碰中，能里完全守恒的碰撞稱為彈性碰撞。在碰撞時，固體中的分子僅僅在平衡位罝附近振動,而在液體和氣體中由于分子具有較大的動能，又因分子之間的距離較大，分子間的吸引力小，所以分子的運動足以克服分子間的吸引力，分子就會產(chǎn)生自由振動。這就形成了液體和氣體分子的擴散。
二、液體的表面張力
液體中的分子之間是互相吸引的，但液面的分子與液體內(nèi)部的分子所受的力是不同的。處于液體內(nèi)部的分子受到的吸引力來自四面八方?；ハ嗑惹姨幱谄胶鉅顟B(tài)。而液體表層的分子則不一樣,它受到向液體內(nèi)部方向的吸引力大，受到表層外空氣分子的吸引力小,不能達到平衡狀態(tài),如圖6-2所示。所以液面有自動縮小的趨勢，這種.使表面收縮的力叫表面張力。如圖6-3所示,有一金屬框，其中一邊AB是活動的，框中網(wǎng)著一層液體薄膜。如果AB邊同相連的兩邊摩擦力可忽略不計，并且我們不施加任何外力，那么AB邊將向左移動;因此要保持張緊薄膜平衡，就必須施加外拉力。顯然使AB邊向左移動的力，就是表面張力/，在數(shù)值上與外拉力F相等。而且薄膜邊界i的長度越大，表面張力就越大。
a為表面張力系數(shù)。在表面張力的作用下，液體表面層有收縮到最小的趨勢。例如，一滴液體若不受外力作用，它應取球形。一種物質(zhì)的表面張力大小與它所接觸的另一種物質(zhì)的性質(zhì)有關。通常說的某液體的表面張力，是指液面與空氣間的界面張力。S面張力是分子間相互作用的結(jié)果，故分子間作用力越強,表面張力越大。一般極性液體表面張力大,非極性液體表面張力小。由于熱運動會減弱分子間的作用力，故表面張力隨溫度升高會減小。
三、液體的潤濕與展鋪
液體滴在固體表面,有兩種悄況發(fā)生,一種是液體各個分子之間相互作用力小于液體分子與固體分子之間的相互作用力,液體與固體發(fā)生粘附，液珠呈半球狀，然后在固體表面鋪開。另一種是液體各個分子之間相互作用力大于液體分子與固體分子之間的相互作用力,液滴不與固體發(fā)生粘附,不向四周散開,仍有收縮的趨勢，只是因自身重童作用呈一扁球狀。前者稱為液體對固體潤濕,后者稱為不潤濕。液體對固體的潤濕程度,可用液、固之間的接觸角e的大小來表示,所謂接觸角是指液體與固體間的界面和液體表面切線所夾(包含液體)角度。如圖6-4所示。在液滴與固體、氣體相某分界點A處,界面張力
四、液體的毛細管現(xiàn)象
把一根很細的管子插人液體里，如果液體能潤濕管子,那么液體會在管子里上升，且
管子液面為凹形;如果液體不潤濕管子,那么管子里的液體比液面低，且呈凸形，這種彎曲
的液面叫彎月_面。通常把這種細管內(nèi)液面高度變化的現(xiàn)象叫做毛細管現(xiàn)象，又稱毛細現(xiàn)
象或毛細作用。
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