把握实验细节提高成功率——例谈“油膜法估测分子直径”

李弘

(南菁高级中学初中部 江苏 无锡 214437)

人教版《物理·选修3-3》“用油膜法估测分子的大小”这个实验不光设计巧妙，而且体现了一种放大的思想．但此实验在实际操作过程中，比较容易失败，我校实验室通过反复探索，发现如果把握以下细节，能够使实验成功率及实验效果都得到较大幅度的提升．

1 实验器材选择

在本实验中如果完全采用书本上的器材去做，实验比较难成功，因此我们对实验器材做了一些调整．

(2)滴溶液器材.书本上采用了细的胶头滴管来滴溶液，仪器也自带胶头滴管，但是在实际操作过程中，发现滴管难以使每一滴液滴等大，且因滴管偏大，每毫升油酸酒精溶液最多能滴40滴，即使用1∶2 000的油酸酒精溶液来做，单分子油膜面积也将超过盘子的总面积．为此我们选用了5 ml注射器，这样比较容易控制液滴的大小，且每滴油酸酒精溶液所含的油酸不至于过多．

(3)粉末及撒粉工具.书本上要求用痱子粉或者滑石粉，我们经过许多次试验后，发现痱子粉更适合做本实验．因为痱子粉相比滑石粉更细、更匀、更轻，而且滑石粉比较容易发硬结块．另外撒粉工具采用叠成双层的纱布，这样能使撒粉更均匀．

(4)描绘图形所用笔.书本及仪器配套都是用蜡笔在塑料板上进行油膜图形的描绘，但是一来蜡笔本身要用较大的力气才能在塑料板上留下图形，这样有可能引起液面的晃动，从而影响油膜图形；二来蜡笔在塑料板上留下的图形也较难擦去，直接影响下一批学生描绘图形．因此我们采用黑色白板笔来描绘图形，这样既能方便地描绘图形,又能比较容易地把图形擦去．

2 实验操作细节

(1)盘子.每次做实验之前必须将盘子用洗涤剂彻底清洗一遍，并用清水冲净．

(2)倒水.盘子中倒入2～3 cm深的水．不可太浅，否则滴液会导致油酸直接接触到盘子底部，另外描图形时也不容易看清油膜图形；也不能太满，否则可能会引起液面晃动，这样也会影响描图．

(3)练习滴液.在将油酸酒精溶液滴入盘中之前，首先要让学生练习滴液，这一步必不可少，这样能确保每次做实验时不会滴下多滴溶液，且每次滴下的液滴是等大的．

(4)撒痱子粉.纱布中痱子粉不可太多，否则在撒粉时粉末会从纱布边缘漏出，影响均匀粉层的形成；在抖撒纱布中的痱子粉时，可以用一手捏住纱布四角，另一手轻轻敲击捏纱布手的腕部，这样有利于形成薄而均匀的粉层．粉层不可太密，否则油膜不易散开，且形成辐射状不规则的多角形裂纹，这样的油膜也就不是单分子膜了．粉层也不可过稀，太稀的话会使油膜边缘轮廓边缘不清，甚至使油膜轮廓收拢不了导致实验失败．

(5)滴液.以针头距水面1 cm左右向盘中轻轻滴入一滴油酸酒精溶液．太高或太低都不行，太高滴下的溶液溶液可能会溅起小水花，这样对形成油膜会有较大的影响；太低则针头挥发的酒精会使粉层先行扩散．

(6)描图形.在将水倒入盘子的时候水尽量装满点，可以使塑料比对板靠近水面，便于准确描绘油膜轮廓．描图形时动作一定要轻，以免晃动液面，导致油膜图形破裂．

(7)数格子.在带有方格的塑料板上描完油膜轮廓后，就要统计油膜的面积，本实验面积统计方法就是数格子，数格子时先数占满格子的；再看未占满的，未满一半舍去，超过一半则进位为一格．

(8)此实验成功与否的一个关键点就是实验纪律，因为在本实验中大声说话所引起的气流变化也将影响单分子油膜图形的形成度，所以在整个过程中要让学生尽量不要相互讨论；并且不要碰到自己和别人的实验课桌．

(9)实验数据及处理(表1)

油膜酒精溶液浓度：1∶2 000.

表1 实验数据

这样的结果与书本上所说的油酸分子的直径为10-10m相一致．

在实验操作过程中，我们要始终保持严谨、规范，并对教材上的实验做出适当的改进；在此基础上，也要更加关注实验细节，因为实验细节可以培养学生细致的观察能力．如果教师能够坚持培养学生对于实验细节的关注，学生便能形成严谨而细致的实验态度，这对学生今后的学习及生活都将产生积极影响．