观察肥皂膜和棉线的变化

实验目的

观察肥皂膜对棉线的作用，认识液体表面张力的存在及其方向。

实验原理

液体表面层分子间的距离比液体内部大，分子间作用力表现为引力，使液面有收缩的趋势。这种使液体表面绷紧、收缩的力叫表面张力，方向沿液体表面并与分界线垂直。棉线一侧的膜被刺破后，另一侧膜的表面张力把线向自己一侧拉紧。

实验器材

• 铁丝框（带手柄）
• 棉线
• 肥皂液
• 细针或牙签
• 盛肥皂液的小盆

实验步骤

1. 将棉线两端系在铁丝框相对的两边上，线要松弛。
2. 把铁丝框浸入肥皂液后缓慢取出，使框内形成完整的肥皂膜。
3. 观察棉线在膜上的形状，此时线两侧都有膜，线保持松弛。
4. 用针刺破棉线一侧的肥皂膜。
5. 观察棉线形状的变化，注意弧形凸向哪一侧。

实验现象与结论

未刺破时棉线松弛、形状不固定；刺破一侧的膜后，棉线立即被拉紧成弧形，且凸向未破的肥皂膜一侧。说明液体表面存在沿表面、使表面收缩的表面张力。

注意事项

• 铁丝框边缘要磨平，防止划伤
• 肥皂液避免溅入眼睛

常见问题

刺破哪一侧的膜，现象会不同吗？

不会。无论刺破哪一侧，棉线都被剩余的膜拉紧，并凸向未破的那一侧。

表面张力的方向是怎样的？

沿着液体表面，与分界线垂直，指向使液体表面收缩的方向。