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巧用“微小形变演示器”几例

  微小形变的放大演示可形象说明力的作用效果,设计制作方法可多种多样,只要能够生动说明问题即可。笔者用简易装置达到了目的:250ml玻璃瓶一个、毛细玻璃管一根、橡皮塞一块(图1)。设计优点在于简单、巧妙、可一物多用,利用玻璃瓶及其内封存(可用液体封存)的空气或液体的传感作用(感知温度和形变张缩)可说明许多物理问题。

  1 演示微小形变

  封闭空气或盛装液体于微小形变演示器中,调节毛细管中气柱或液柱高度刚好置于管中部,然后用两手掌握住玻璃瓶稍用力挤压,液柱或气柱子上升可明显将微小形变放大。

  2 演示热胀冷缩

  使用NH4NO3或Na2S2O3溶解吸热降温,将玻璃瓶置于NH4NO3或Na2S2O3溶液中,由于温度降低,玻璃瓶中液体或气体因温度下降而冷缩,液柱下降;然后用两手掌心握住玻璃瓶(勿用力挤压),借用人体体温加热玻璃瓶片刻,瓶中液体或气体因热胀导致液柱上升。借此原理,若用液柱封存空气还可做成简易气体温度计。

  注释 实际情形应该是这样的,两手掌握住玻璃瓶时(勿用力挤压),刚开始液柱是下降的,稍后才会上升,这是由于初始时玻璃外壁首先吸热膨胀,玻璃瓶稍许增大,导致液柱或气柱是下降,其后瓶中液体或气体才慢慢吸热膨胀才引起液柱上升。(剩余883字)

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