液固界面接触角的测量[实践]
固体与液体接触角的测定
固-液界面接触角测定实验的课程思政设计
固-液界面接触角测定实验的课程思政设计固-液界面接触角测定实验的课程思政设计引言：高校课程思政是贯彻落实党中央关于加强高校思想政治工作和加强高校思想政治理论课建设的要求，培养担当民族复兴大任的时代新人的重要途径。
实验教学是高校教学中不可或缺的环节，而如何在实验教学中培养学生的思想政治素质，激发他们的创新精神和实践能力，是高校课程思政的核心任务之一。
本文将以固-液界面接触角测定实验为例，探讨如何设计实验方法和引导学生思考，以提高他们的思想政治素质。
一、实验目的和背景固-液界面接触角测定实验旨在探究液滴在固体表面上的接触角现象，指导学生掌握实验原理和操作方法。
固-液界面接触角是指液滴与固体表面接触时，液滴与固体表面之间形成的接触线与固体表面之间形成的夹角。
接触角的大小直接反映了固体表面对液滴的亲疏性，影响了液滴的粘附性能和液体在固体表面上的扩散速度。
二、实验原理和步骤1. 实验原理：液滴在固体表面上形成一个稳定的接触角主要受三种力的相互作用：固体表面张力、液体表面张力和固体与液体之间的相互作用力。
根据Young方程，可以得到液滴与固体表面的接触角公式：cosθ=(σsv-σsl)/σlv，其中θ为接触角，σsv为固体与液体之间的相互作用力，σsl为液体表面张力，σlv为固体表面张力。
2. 实验步骤：（1）准备工作：清洁试验用凸透镜，将试验台面擦拭干净，固定凸透镜。
（2）实验操作：取一小滴水滴在凸透镜表面，调节视角观察水滴在凸透镜上的形状，读取水滴上方悬挂的尺径。
（3）重复上述操作3次，取平均值，并计算得到接触角。
三、实验设计与思政结合1. 实验设计：（1）理论联系实际：在实验操作前，可以先介绍固-液界面接触角在日常生活或工程领域的应用，如润湿材料的选择、涂层技术等。
通过了解这些实际问题，可以引导学生在实验中充分思考和探索。
（2）团队合作与分工：将学生分成小组，每个小组有2-3名学生，共同协作完成实验。
接触角的测定实验报告思考题
接触角的测定实验报告思考题思考题：请简要解释接触角的概念是什么？接触角是指液体与固体之间界面上形成的一个角度，它表示了液体在固体表面上展开的能力。
接触角的大小取决于液体和固体之间的相互作用力，以及表面张力等因素。
在实验中，我们使用哪些方法来测定接触角？这些方法各有什么优缺点？常见的测定接触角的方法有：直接测量法：通过直接测量液体滴在固体表面形成的三相交界线的角度。
优点是简单易行，可以得到准确的接触角值。
缺点是对于不透明的固体或粘稠的液体较难应用。
静滴法：将液体滴在固体表面，在平衡状态下测量液滴的形状并计算接触角。
优点是可适用于不同类型的液体和固体，并且测量过程相对简单。
缺点是需要等待一段时间使液滴达到平衡状态。
斜滴法：将液体放置在斜面上，通过测量液滴的形状来计算接触角。
优点是测量过程简单，可以避免液滴在竖直方向的重力影响。
缺点是需要使用斜面装置，并且对于粘度较高的液体可能不适用。
实验中可能会影响接触角测定结果的因素有哪些？如何减小这些误差？影响接触角测定结果的因素包括：表面污染：固体表面的污染物、灰尘或化学物质可能会改变液滴的形状，从而影响接触角测量结果。
应保持实验环境干净，并清洁固体表面。
液滴形状的不规则性：液滴的不均匀性或不规则形状可能导致接触角的测量不准确。
应选择合适大小和形状的液滴，并确保液滴均匀地附着在固体表面上。
温度影响：温度的变化可能会影响液体的表面张力和黏度，从而影响接触角的测量结果。
应控制实验温度，并进行温度校正。
人为误差：操作者的技术水平和主观判断可能引入误差。
应进行多次测量并取平均值，同时注意操作的一致性。
为减小这些误差，可以采取清洁固体表面，避免表面污染。
使用精密仪器和辅助设备来获得准确的液滴形状和角度测量。
控制实验温度，并进行温度校正。
进行多次测量并取平均值，以减小人为误差的影响。
接触角的测定在哪些领域中有重要应用？请举例说明。
接触角的测定在许多领域中具有重要应用，例如：材料科学：用于评估材料表面的润湿性能和液体与固体界面相互作用的性质。
接触角实验报告
接触角实验报告接触角实验报告引言：接触角实验是一种常见的物理实验，通过测量液滴与固体表面之间的接触角来研究液体在固体表面上的润湿性质。
本实验旨在通过实际操作和数据记录，深入了解接触角的测量原理和应用。
实验仪器和材料：1. 接触角测量仪2. 高精度天平3. 滴管和滴液瓶4. 不同液体（如水、酒精、甘油等）5. 不同材质的固体样品（如玻璃、金属、纸张等）实验步骤：1. 准备工作：清洁实验仪器和固体样品，确保表面无尘和油脂。
2. 测量固体表面张力：使用接触角测量仪，将不同液体滴在固体表面上，记录液滴的形状和直径，计算固体表面张力。
3. 测量液体的接触角：将液体滴在固体表面上，观察液滴与固体表面的接触形态，使用接触角测量仪测量接触角，并记录数据。
4. 重复实验：重复以上步骤，使用不同液体和固体样品进行多次实验，以获得更准确的结果。
实验结果和数据分析：通过实验测量得到的接触角数据可以用来评估液体在固体表面上的润湿性质。
接触角越小，液体越容易在固体表面上展开，具有良好的润湿性；接触角越大，液体在固体表面上的展开性越差，具有较差的润湿性。
在本实验中，我们使用了水、酒精和甘油等不同液体，在玻璃、金属和纸张等不同材质的固体表面上进行了接触角测量。
实验结果显示，水在玻璃表面上的接触角较小，约为30度，表明水在玻璃表面上具有良好的润湿性；而水在金属表面上的接触角较大，约为90度，表明水在金属表面上的润湿性较差。
类似地，酒精和甘油在不同固体表面上的接触角也显示出不同的润湿性质。
实验讨论和应用：接触角实验在许多领域具有广泛的应用价值。
例如，在材料科学中，通过测量接触角可以评估涂层的润湿性能，为表面材料的选择和改进提供依据。
在生物医学领域，接触角实验可以用来研究液体在人体组织表面上的润湿性，从而指导医疗器械的设计和使用。
此外，接触角实验还可以应用于液滴传感器、液体表面张力的测量等领域。
然而，接触角实验也存在一些局限性。
首先，实验结果受到实验条件和测量误差的影响，需要进行多次实验取平均值以提高结果的准确性。
接触角实验报告
接触角实验报告
接触角实验报告
实验目的：测量液体在不同固体表面上的接触角，了解液体与固体之间的相互作用。
实验原理：接触角指的是液滴与固体界面上两个相互垂直的线段所夹的夹角，用来表示液体与固体表面之间的相互作用。
接触角越小，液滴与固体表面之间的相互作用越强，液滴难以展开，接触角越大，相互作用越弱，液滴容易展开。
实验材料：实验所需材料包括：不同种类的液体，测角器，实验盘。
液体可以选择水、油等。
实验步骤：
1. 准备实验盘，将不同种类的液体倒在实验盘中。
2. 在液滴与实验盘交界处，使用测角器测量接触角。
3. 测量多组接触角数据，取平均值作为最终结果。
实验结果：
根据实验数据，我们可以得到液体在不同固体表面上的接触角。
接触角越小，液体与固体之间的相互作用越强；接触角越大，相互作用越弱。
实验讨论：
1. 实验中可能存在的误差来源：液滴初始形状不规则、实验操作误差等。
2. 实验中可以进一步研究液体性质、固体表面特性等对接触角的影响。
3. 实验结果的意义：接触角可以用来描述液体与固体之间的相互作用，对于液体在固体表面上的湿润性和附着性具有重要意义。
实验结论：
通过本实验，我们测量了液体在不同固体表面上的接触角，观察到液体与固体之间的相互作用。
实验结果表明，接触角越小，液体与固体之间的相互作用越强；接触角越大，相互作用越弱。
接触角的测量可以用来描述液体与固体之间的相互作用，对于液体在固体表面上的湿润性和附着性具有重要意义。
实验还存在一些误差来源，可以进一步完善实验方法。
接触角的测定实验报告
接触角的测定实验报告实验名称：接触角的测定实验摘要：接触角的测定是重要的表征液体与固体界面性质的方法，也是液体在固体表面上的润湿行为的重要参数。
本实验采用平板法测定液体在固体表面上的接触角。
通过实验测定不同液体在不同固体表面的接触角，并分析其结果，进一步了解液体与固体界面性质。
引言：接触角是液体和固体接触时界面上的一个物理角度，它能够反映液体与固体表面之间的相互作用。
接触角的大小与液体在固体表面上的润湿性有关，通过测定接触角可以了解液体在固体表面上的润湿性能。
接触角的测定根据不同测量方法可分为平板法和斜板法，本实验采用平板法进行接触角的测定。
实验材料与仪器：1.实验材料：水、酒精、甘油、玻璃片、纸片、金属片2.实验仪器：平板法接触角测定装置、显微镜、取样针、量筒、滴管实验步骤：1.准备玻璃片、纸片和金属片，分别清洗并晾干。
2.将玻璃片放在平板法接触角测定装置上，确定固体表面。
3.使用量筒测量一定体积的液体，分别滴在玻璃片、纸片和金属片上。
4.使用显微镜观察液体在不同表面上的形态，并通过装置上的刻度测量接触角的大小。
5.重复实验多次，取平均值，并计算接触角的标准偏差。
实验结果与讨论：根据实验测量得到的数据，我们可以计算不同液体在不同固体表面上的接触角。
以水、酒精和甘油为例，它们在玻璃片上的接触角分别为θ1、θ2和θ3、实验结果显示，水在玻璃片上的接触角较大，约为θ1=70°；酒精在玻璃片上的接触角比水小，约为θ2=40°；甘油在玻璃片上的接触角更小，约为θ3=20°。
这表明水、酒精和甘油在玻璃表面上的润湿性能依次增强。
同样的方法也可以测试其他固体表面和液体的接触角。
接触角的大小与固体表面的亲疏性有关，亲水性表现为接触角较小，亲油性表现为接触角较大。
在实验中，水的接触角较大，说明玻璃片表面具有亲油性；而甘油在玻璃片上的接触角较小，说明玻璃片表面具有亲水性。
这与玻璃表面的化学性质和形貌有关。
接触角的测量方法
接触角的测量方法接触角是指液体与固体表面接触时，液体表面与固体表面所形成的夹角。
接触角的大小直接影响着液体在固体表面上的传播和吸附性能，因此准确测量接触角对于研究液体在固体表面上的性质具有重要意义。
本文将介绍几种常用的接触角测量方法。
一、传统测量法。
传统的接触角测量方法主要是利用接触角计或接触角测量仪进行测量。
首先将待测液体滴在固体表面上，然后通过放大镜或摄像头观察液滴与固体表面的接触情况，根据液滴与固体表面所形成的夹角即可得到接触角的大小。
这种方法简单直观，适用于一般情况下的接触角测量。
二、动态测量法。
动态测量法是利用高速相机或慢速相机对液滴在固体表面上的扩展过程进行拍摄，然后通过图像处理软件对液滴的形态进行分析，从而得到接触角的大小。
这种方法能够更准确地反映液滴在固体表面上的扩展情况，适用于测量接触角随时间变化的情况。
三、压缩法。
压缩法是利用压力传感器或力传感器对液滴在固体表面上施加压力时的压力-位移曲线进行测量，通过分析曲线的斜率和截距来计算接触角的大小。
这种方法能够较准确地反映液滴在固体表面上的变形情况，适用于测量接触角与压力的关系。
四、光学测量法。
光学测量法是利用反射角、透射角或折射角来计算接触角的大小。
通过测量液滴在固体表面上的反射、透射或折射光线的角度，然后利用光学原理计算得到接触角的大小。
这种方法能够非常精确地测量接触角，适用于对接触角精度要求较高的情况。
总结。
以上介绍了几种常用的接触角测量方法，每种方法都有其适用的场合和优缺点。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的接触角测量方法，并结合其他实验手段进行综合分析，以获得准确的接触角数据。
希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！。
接触角的测量
液-固界面接触角的测量一、实验目的1. 了解液体在固体表面的润湿过程以及接触角的含义与应用。
2. 掌握用JC2000C1静滴接触角/界面张力测量仪测定接触角和表面张力的方法。
二、实验原理润湿是自然界和生产过程中常见的现象。
通常将固-气界面被固-液界面所取代的过程称为润湿。
将液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来，有的则粘附在表面上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。
前者称为铺展润湿，后者称为粘附润湿。
如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。
如果液体不粘附而保持椭球状，则称为不润湿。
如汞滴到玻璃板上或水滴到防水布上的情况。
此外，如果是能被液体润湿的固体完全浸入液体之中，则称为浸湿。
上述各种类型示于图1。
图1 各种类型的润湿当液体与固体接触后，体系的自由能降低。
因此，液体在固体上润湿程度的大小可用这一过程自由能降低的多少来衡量。
在恒温恒压下，当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，如图2所示。
图2 接触角假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零，这个平衡关系就是著名的Young方程，即γSG- γSL= γLG·cosθ(1)式中γSG，γLG，γSL分别为固-气、液-气和固-液界面张力；θ是在固、气、液三相交界处，自固体界面经液体内部到气液界面的夹角，称为接触角，在0o-180o之间。
接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度。
在恒温恒压下，粘附润湿、铺展润湿过程发生的热力学条件分别是：粘附润湿W a=γSG - γSL + γLG≥0 (2)铺展润湿S=γSG-γSL-γLG≥0 (3) 式中W a，S分别为粘附润湿、铺展润湿过程的粘附功、铺展系数。
若将(1)式代入公式(2)、(3)，得到下面结果：W a=γSG+γLG－γSL=γLG(1+cosθ) (4)S=γSG-γSL-γLG=γLG(cosθ-1) (5)以上方程说明，只要测定了液体的表面张力和接触角，便可以计算出粘附功、铺展系数，进而可以据此来判断各种润湿现象。
液固液界面接触角测量中的应用研究
关键词 核磁共振；液-固-液；加权成像；接触角； 1 引言
通常透明液体接触角的测量都是以光源背光后摄取液滴形态并处理边缘信息得到的， 其方法有简单且测量不确定度小的有点。 然而光学成像的方法无法测量两种互不相容的透明 液体与固体形成的三相接触角， 于是我们考虑使用自旋密度的图像信息来代替光学图像信息。
表 3-2-1 图 3-2-4 为了求得接 接触角的值， 我们采用了 了最为简单易 易用的拟合求 求导的办法 8 处理边界。如图 3-2-5 展示了左侧 侧前进角，其 其横纵比值已 已近由定标的 的结果所校正 正了。利用三 三次多项式拟合后 ° ° 得到 到第一阶导数 数值为0.92 0.01，可以算 算得前进角为 为132.6 0.3 0 。利用相 相同的方法我 我们计 算感 感兴趣的全部 部四个接触角的值并列在表 3-2-1 中。
林志 志勇、王晓东、彭晓峰等，外形分析-拟合 合求导法测接触 触角，工程热物 物理学报，Vol.25,No.5,Sep.20 005 汪红 红志、张学龙、武杰等，核磁 磁共振成像技术实验教程，pp118
晶格弛豫时间T 加权成像。它是前面介绍的自旋回波序列的改进，两者从空间分辨率的角度 来说是大体一致的。根据 MRI 动力学，我们知道当样品被反转恢复序列反复激励后其总的 自旋磁矩强度SIR TI ，TE ，TR 可以用式 4-1-1 来表达10。
核磁共振技术在 液-固-液界面接触角测量中的应用研究
指导教师 俞熹 沈元 06300220027
摘
要 本文介绍了利用核磁共振成像的办法获得一般光学方法难以得到的水-玻璃-油界
面、水-玻璃-苯界面影像的实验工作，并利用得到的图像拟合计算了其界面接触角的值。实 验开创性得将核磁共振断面成像的办法应用到接触角影像分析中去，提供了从气-固-液接触 角测量到液-固-液接触角测量的有益尝试。
接触角仪实验报告
以下为接触角的测定实验报告，一起来看看吧。
接触角是表征液体在固体表面润湿性的重要参数之一，由它可了解液体在一定固体表面的润湿程度，接触角测定在矿特浮选，注水采油，洗涤，手机玻璃，LED支架，大屏幕等方面都有广泛的作用。
决定和影响润湿作用和接触角的因素有很多，如，固钳的液体的性质及杂质，添加物的影响，固体表面的粗糙程度，不均匀性的影响，表面污染等。
原则上说，极性固体易为极性液体所润湿，而非极性固体易为非极性液体所润湿。
玻璃是一种极性固体，帮易为水润湿，对于一定的固体表面，在液相中加入表面活性物质常可改善润湿性质，并且随着液体和固体表面接触时间的延长，接触角有逐渐变小趋于定值的趋势，这是由于表面活性物质在各界面上的吸附的结果。
接触角的定义：界面化学办称表面化学。
所谓。
界面”即相界面，是指三体（气体，液体，固体）之间的极薄的边界层，共性质与品种取决于组成该系统的两体相的聚集状态。
一般可按物质三态-固态、液态和气态一将界面划分为下列五种类型：液-气，液-液，固-气，固-液，固-固。
1 、小于180度大于90度为不润湿，叫疏水润湿角，也叫憎水2 、小于90度大于0度为部分润湿或有限润湿。
也叫亲水润湿角3、完全润湿，这种情况没有接触角产生。
通常所说的疏水性表面是指与水开成较大接触角和低浸温热的表面。
固体表面的吸附作用，固体表面的特点：和液体一样，固体表面上的原子或分子的力场也是不均衡的，所以固体表面也有表面张力和表面能，但固体分子或原子不能自由移动。
因此，固体表面分子移动困难：固体表面不象液体那样易于缩小和变形，因此，固体表面张力的直接测定比较困难，任何表面都有自发降低表面能的倾向，由于固体表面难于收缩，所以只能靠降低界面张力的办法来降低表面能，这也是固体表面能产生吸附作用的根本原因，当然固体表面上的分子或原子不能移动也不是绝对的，在高压下几乎所有金属表面上的原子都会流动，在高温接触熔点时，许多固体表面上的高峰棱角都会变得钝些，或以生熔结现象，在加工或晶体形成过程中，晶体的外表面总要取自由焓最低的晶面才最稳定。
接触角测试仪使用方法
接触角测试仪使用方法接触角测试仪是一种用于测量液体在固体表面的接触角的仪器，它可以帮助我们了解液体与固体表面的相互作用情况。
接触角测试仪的使用方法对于获得准确的测试结果非常重要，下面将介绍接触角测试仪的使用方法。
首先，准备工作。
在进行接触角测试之前，需要对接触角测试仪进行一些准备工作。
首先，确保接触角测试仪的各个部件都处于正常工作状态，包括光源、相机、支架等。
其次，选择合适的测试样品和液体，确保样品表面干净平整，液体纯度高，无气泡和杂质。
接着，安装样品。
将准备好的样品放置在接触角测试仪的测试台上，并使用支架固定好。
确保样品表面与测试仪的相机成像平面平行，以保证测试结果的准确性。
然后，调整参数。
在进行接触角测试之前，需要根据实际情况调整测试仪的参数，包括光源亮度、相机对焦、液滴大小等。
确保参数的设置能够使测试结果清晰可见，并且符合测试要求。
接下来，进行测试。
通过接触角测试仪的操作界面，启动测试程序，使相机对准样品表面上的液滴。
在测试过程中，需要确保实验环境的稳定，避免外界因素对测试结果的影响。
同时，需要及时记录测试数据，包括液滴的形状、大小、位置等信息。
最后，分析结果。
当测试完成后，需要对测试结果进行分析。
根据测试数据，计算出液体在固体表面的接触角，并对结果进行评估和比较。
同时，也可以根据需要对测试过程中的参数进行调整，以获得更加准确的测试结果。
总之，接触角测试仪的使用方法对于获得准确的测试结果至关重要。
在使用接触角测试仪时，需要进行充分的准备工作，调整好参数，并且在测试过程中保持稳定的实验环境。
通过正确的操作方法和数据分析，可以获得准确可靠的测试结果，为液体与固体表面的相互作用提供重要参考。
液固界面接触角的测量实验
液-固界面接触角测量实验一、实验目的1、了解固体表面的润湿过程与接触角的含义与应用2、了解接触角的常用测量方法，掌握该实验中用到的量高法与量角法的原理3、掌握JC2000C1接触角测量仪的使用方法4、分析实验数据误差的来源与影响接触角的因素二、实验原理润湿是自然界和生产过程中常见的现象。
通常将固-气界面被固-液界面所取代的过程称为润湿。
将液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来，有的则粘附在表面上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。
前者称为铺展润湿，后者称为粘附润湿。
如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。
如果液体不粘附而保持椭球状，则称为不润湿。
如汞滴到玻璃板上或水滴到防水布上的情况。
此外，如果是能被液体润湿的固体完全浸入液体之中，则称为浸湿。
上述各种类型示于图1。
图1 各种类型的润湿当液体与固体接触后，体系的自由能降低。
因此，液体在固体上润湿程度的大小可用这一过程自由能降低的多少来衡量。
在恒温恒压下，当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，如图2所示。
图2 接触角假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零，这个平衡关系就是著名的Young方程，即：γSV- γSL= γLV·cosθ(1)式中γSV ，γLV ，γSL 分别为固-气、液-气和固-液界面张力；θ是在固、气、液三相交界处，自固体界面经液体内部到气液界面的夹角，称为接触角，在0o -180o 之间。
接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度。
接触角是表征液体在固体表面润湿性的重要参数之一，由它可了解液体在一定固体表面的润湿程度。
接触角测定在防腐、减阻、矿物浮选、注水采油、洗涤、印染、焊接等方面有广泛的应用。
决定和影响润湿作用和接触角的因素很多。
如，固体和液体的性质及杂质、添加物的影响，固体表面的粗糙程度、不均匀性的影响，表面污染等。
接触角的测量实验报告
接触角的测量实验报告一、实验目的接触角是表征液体在固体表面润湿性能的重要参数。
本次实验的目的在于通过测量不同固体表面与液体之间的接触角，深入理解润湿现象的本质，掌握接触角的测量方法和原理，并探究影响接触角的因素。
二、实验原理当液滴在固体表面达到平衡时，在气、液、固三相交界处，气液界面和固液界面之间的夹角称为接触角，通常用θ表示。
接触角的大小与固体和液体之间的相互作用力有关。
根据杨氏方程：γSV γSL ＝γLV cosθ其中，γSV 表示固气界面的表面张力，γSL 表示固液界面的表面张力，γLV 表示液气界面的表面张力。
通过测量接触角θ，可以评估固体表面的润湿性能。
当θ ＜90°时，液体能够润湿固体表面；当θ ＞ 90°时，液体不能润湿固体表面。
三、实验仪器与材料1、仪器接触角测量仪（型号：＿____）、微量注射器、计算机2、材料不同材质的固体表面（如玻璃、聚四氟乙烯、金属等）、去离子水、二碘甲烷四、实验步骤1、样品制备将所选的固体材料切割成平整的片状或块状，并使用适当的方法（如打磨、清洗等）对其表面进行处理，以确保表面的清洁和平整。
2、仪器校准开启接触角测量仪，按照仪器说明书进行校准，确保测量的准确性。
3、液滴放置使用微量注射器在固体表面上缓慢滴加一定量的测试液体（如去离子水或二碘甲烷），形成稳定的液滴。
4、图像采集通过测量仪的光学系统获取液滴在固体表面的图像，并将其传输到计算机中。
5、接触角测量利用测量仪配套的软件，对采集到的图像进行分析处理，确定液滴与固体表面的接触角。
通常采用切线法或量角法等进行测量。
6、重复测量对每种固体材料和液体组合，进行多次测量，取平均值以减小误差。
7、数据记录将测量得到的接触角数据以及实验条件（如液体种类、固体材料、温度等）详细记录下来。
五、实验数据与结果｜固体材料｜液体｜接触角（°）｜平均值（°）｜｜｜｜｜｜｜玻璃｜去离子水｜ 35 ｜ 32 ｜｜玻璃｜二碘甲烷｜ 45 ｜ 43 ｜｜聚四氟乙烯｜去离子水｜ 110 ｜ 112 ｜｜聚四氟乙烯｜二碘甲烷｜ 65 ｜ 68 ｜｜金属｜去离子水｜ 70 ｜ 72 ｜｜金属｜二碘甲烷｜ 85 ｜ 88 ｜六、实验结果分析1、从实验数据可以看出，玻璃表面对去离子水的接触角较小，表明玻璃表面能够被去离子水较好地润湿，这是因为玻璃表面通常含有极性基团，与水分子之间有较强的相互作用。
接触角的测量方法
接触角的测量方法接触角是指液体与固体表面接触时形成的夹角，它是表征固液界面性质的重要物理量。
接触角的大小直接影响着液体在固体表面的润湿性能，对于很多工程和科学领域都具有重要意义。
因此，准确测量接触角是非常重要的。
本文将介绍几种常用的接触角测量方法。
一、直接测量法。
直接测量法是最简单直接的接触角测量方法。
它通过观察液滴在固体表面的形态来确定接触角的大小。
在实验中，通常会使用一支精密的仪器，如接触角测量仪，来进行测量。
通过仪器的观测和数据记录，可以得到较为准确的接触角数值。
二、间接测量法。
间接测量法是通过测量其他物理量来间接计算出接触角的大小。
常见的间接测量方法包括测量液体在固体表面的张力、接触线长度等物理量，然后利用相关的公式计算出接触角。
这种方法不需要直接观察液滴形态，适用于一些特殊情况下的接触角测量。
三、动态测量法。
动态测量法是利用液滴在固体表面的运动过程来测量接触角。
通过观察液滴在固体表面的移动速度、形态变化等信息，可以得到接触角的大小。
这种方法相对于静态测量法更加直观，能够提供更多的信息，适用于一些复杂的接触角测量场景。
四、光学测量法。
光学测量法是利用光学原理来测量接触角的方法。
通过测量液滴在固体表面的反射、折射等光学特性，可以间接计算出接触角的大小。
这种方法需要借助一些高精度的光学仪器，如接触角显微镜，能够提供较为精确的接触角测量结果。
综上所述，接触角的测量方法有多种多样，每种方法都有其适用的场景和特点。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的测量方法，并结合实际操作经验，以确保获得准确可靠的接触角测量结果。
希望本文介绍的接触角测量方法能够对相关研究和实践工作提供一定的参考和帮助。
接触角测定方法
接触角测定方法引言：接触角是物体表面与液体或气体之间的接触线与表面法线之间的夹角。
它是表征固体表面性质的重要参数，能够反映固体表面的亲水性或疏水性。
测定接触角的方法有多种，本文将介绍常用的几种接触角测定方法。
一、测角仪法测角仪法是最常见的接触角测定方法之一。
它通过测量液滴在固体表面上的接触线与水平线之间的夹角来确定接触角。
测角仪通常由一组刻度盘、测角尺和支架组成。
测量时，将待测液滴滴在固体表面上，调整测角仪使接触线与测角尺重合，然后读出刻度盘上的角度即可得到接触角。
二、光学法光学法是一种基于光的表面张力测量方法，可以用于测量接触角。
这种方法利用光的反射和透射原理，通过测量光线在液体-固体界面上的反射和折射角度，推导出接触角的数值。
光学方法具有非接触式、高精度等特点，适用于对微小液滴或固体表面进行接触角测定。
三、电容法电容法是一种基于电容变化的接触角测定方法。
它利用电容与液滴的接触面积和间隙之间存在的关系，通过测量电容的变化来计算接触角。
该方法可以在实验室条件下进行，不受环境影响，具有较高的测量精度。
四、自由液面法自由液面法是一种通过测量液体在固体表面上形成的自由液面形状来确定接触角的方法。
该方法通常使用一种称为“滴子”的装置，在固体表面上滴放液滴，并观察液滴的形状。
通过对液滴的形状和重力平衡进行分析，可以计算出液滴的接触角。
五、动态接触角法动态接触角法是一种通过改变固体表面与液体接触的速度来测定接触角的方法。
它通常使用一种称为“接触角计”的装置，通过改变液体滴在固体表面上前进或后退的速度，观察接触角的变化。
该方法适用于测量固体表面上的动态接触角，对于研究固体表面的润湿性能具有重要意义。
结论：接触角的测定方法有多种，每种方法都有其适用的范围和优势。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的方法进行测量。
通过准确测定接触角，可以更好地了解固体表面的性质，为液体与固体之间的相互作用提供重要参考。
接触角测量实习报告
一、实习目的接触角测量是研究液体与固体界面相互作用的重要手段，通过测量液体在固体表面的接触角，可以了解液体在固体表面的润湿性。
本次实习旨在使学生掌握接触角测量的基本原理、操作方法和数据处理技巧，加深对表面润湿性的理解。
二、实习内容1. 实验原理接触角测量是通过测量液体在固体表面的接触角来表征液体与固体界面之间的相互作用。
接触角θ定义为液体-固体界面上的切线与液体表面的垂线之间的夹角。
根据Young-Laplace方程，接触角θ与液体的表面张力γ、固体表面的自由能γs 和液体与固体间的界面张力γsl有关。
2. 实验仪器（1）接触角测量仪：用于测量液体在固体表面的接触角。
（2）量角器：用于测量接触角的大小。
（3）玻璃棒：用于引导液体滴在固体表面。
（4）滴管：用于控制液体滴的体积。
（5）固体样品：用于作为液体接触的固体表面。
3. 实验步骤（1）将固体样品放置在接触角测量仪的样品台上。
（2）使用滴管将一定体积的液体滴在固体样品表面。
（3）使用玻璃棒轻轻引导液体滴在固体样品表面，使液体滴均匀分布。
（4）使用量角器测量接触角θ。
（5）重复上述步骤，对不同的液体和固体样品进行接触角测量。
4. 数据处理将测量得到的接触角θ进行整理，计算平均接触角，并绘制液体与固体样品的接触角与表面张力之间的关系曲线。
三、实习结果与分析1. 实验结果通过对不同液体和固体样品的接触角测量，得到以下实验结果：（1）液体A在固体样品1上的接触角θ为70°。
（2）液体B在固体样品2上的接触角θ为40°。
（3）液体C在固体样品3上的接触角θ为30°。
2. 结果分析根据实验结果，可以得出以下结论：（1）液体A在固体样品1上的接触角较大，说明液体A对固体样品1的润湿性较差。
（2）液体B在固体样品2上的接触角较小，说明液体B对固体样品2的润湿性较好。
（3）液体C在固体样品3上的接触角最小，说明液体C对固体样品3的润湿性最好。
接触角测量实验技巧分享
接触角测量实验技巧分享导言：接触角是科学家们常用的一个实验参数，它可以帮助我们理解物质表面的性质。
接触角测量实验是一种常用的方法，通过测量液体在固体表面的接触角大小，来分析、研究固、液接触的性质和变化规律。
接下来，我将分享一些接触角测量实验技巧，希望能对读者有所帮助。
一、基础概念解析在开始介绍实验技巧之前，我们先来了解一些基本概念。
接触角是液体与固体表面相接触的位置上所形成的两条相邻界面的夹角，记作θ。
θ可以分为接触角、接液角和倾斜角等。
通过测量接触角，我们可以了解液体在固体表面上的吸附、润湿和受力情况。
二、实验前准备在进行接触角测量实验之前，我们需要做一系列的准备。
首先，准备好所需的仪器设备，如接触角测量仪、显微镜等。
其次，选取合适的试样。
试样的表面应尽量光滑、干净，以确保测量结果的准确性。
另外，也需要选择合适的液体。
液体的种类和性质对测量结果有很大的影响，因此需要根据具体实验目的来选择。
三、实验操作技巧1. 试样处理：在进行实验之前，我们需要对试样进行处理。
通常可以通过清洗、烘干等方法来清除试样表面的杂质。
如果试样表面存在较大的颗粒或突起物，可以使用研磨、抛光等方法进行处理。
2. 液滴制备：将所选液体滴在试样表面时，要注意液滴的大小和均匀性。
通常情况下，液滴的大小应适中，过大或过小都会对测量结果产生影响。
液滴的形成过程需要缓慢且稳定，以确保液滴的均匀性。
3. 仪器校准：在进行实验之前，需要对接触角测量仪进行校准。
校准可以确保仪器的测量结果准确可靠。
具体的校准方法可以参考仪器的相关说明书或者咨询专业人士。
4. 测量过程：在进行实验测量时，需要注意操作的规范性和仪器的稳定性。
液滴在试样表面形成后，可以使用显微镜或接触角测量仪来进行测量。
测量时应尽量减少外部干扰，保持试验环境的稳定。
四、实验结果及分析通过以上的操作，我们可以得到一系列的实验结果。
在分析这些结果时，需要综合考虑试样的性质、液体的性质和环境因素等。
液体在固体表面的接触角的测定实验误差分析
液体在固体表面的接触角的测定实验误差分析
液体在固体表面的接触角的测定实验误差分析通常涉及到以下几个方面：
1. 人为误差：由于实验员在实验操作中的不准确或者不精细,导致实验结果偏差。
例如,粘滞液体的接触角实验中,如果移动测量仪器时晃动太大,或者没能将液面完全推平等情况都会影响测量结果。
2. 仪器误差：由于测量仪器的不准确或者使用不当,导致实验结果偏差。
例如,光学仪器测量时,由于灯光照射不均匀或者仪器所处环境的光线影响等,都会影响测量结果。
3. 样品制备误差：由于样品制备的方法或者制备条件不合适,导致实验结果偏差。
例如,样品表面清洁不彻底、不平整等都会影响测量结果。
4. 测量方法误差：由于使用的测量方法不合适,或者测量方法的参数设置不当,导致实验结果偏差。
例如,接触角测量时,在平衡时间点的选择上,如果存在复读误差等问题,都可能会影响测量结果。
针对以上几个方面的误差,可以采取相应的措施来减小或避免误差的产生,如提高实验员的操作技能和实验仪器的精度,改进样品制备方法和测量方法等。
同时,在实验过程中要注意记录实验条件和操作细节,并对不同实验进行多次测量,以便准确计算出实验结果和误差范围。
液固界面接触角的测量实验报告
液固界面接触角的测量实验报告液固界面接触角是表征液体在固体表面上的展开能力的重要参数。
它的大小取决于液体与固体之间相互作用力的强度和方向。
通过测量液固界面接触角，可以了解不同液体在不同固体表面上的展开能力，进而为工业生产和科学研究提供理论依据。
本次实验旨在通过测量液固界面接触角来探究液体在不同固体表面上的展开能力，并分析影响接触角大小的因素。
实验材料与方法实验所需材料包括：苯酚、甲苯、正己烷、玻璃片、毛细管、滴定管、天平、显微镜等。
实验步骤如下：1. 准备工作：将玻璃片用去离子水清洗干净，晾干备用。
2. 测量苯酚、甲苯、正己烷的密度：将苯酚、甲苯、正己烷分别称取一定质量，放入已经称好的干燥瓶中，然后用天平称量瓶中液体的质量，计算得出液体的密度。
3. 测量液固界面接触角：用毛细管吸取液体，滴在清洁干燥的玻璃片上，用显微镜观察液滴形成后的形态，并测量液滴的直径和高度，然后根据Young-Laplace方程计算液固界面的接触角。
实验结果与分析实验测得不同液体在玻璃片上的接触角数据如下表所示：液体接触角/°苯酚 42.6甲苯 39.2正己烷 11.7从实验结果可以看出，不同液体在玻璃片上的接触角存在差异，其中苯酚的接触角最大，正己烷的接触角最小，甲苯的接触角处于中间水平。
接下来，我们分析影响接触角大小的因素。
首先是液体的表面张力，表面张力越大，液滴在固体表面上的展开能力越强，接触角就越小；反之亦然。
其次是固体表面的亲疏水性，固体表面越亲水，液滴在其表面上的展开能力就越强，接触角就越小；反之亦然。
最后是固体表面的粗糙程度，固体表面越粗糙，液滴在其表面上的展开能力就越弱，接触角就越大；反之亦然。
结论通过本次实验，我们了解了液固界面接触角的测量方法和影响接触角大小的因素。
实验结果表明，不同液体在不同固体表面上的展开能力存在差异，这与液体的表面张力、固体表面的亲疏水性和粗糙程度有关。
在工业生产和科学研究中，液固界面接触角的测量具有重要意义，可以为液体在固体表面上的应用提供理论依据。
接触角实验报告
一、实验目的1. 了解液体在固体表面的润湿过程以及接触角的含义与应用。
2. 掌握使用JCXXC1静滴接触角/界面张力测量仪测定接触角和表面张力的方法。
3. 分析实验数据，探讨影响接触角的因素。
二、实验原理1. 润湿过程：润湿是自然界和生产过程中常见的现象，指固-气界面被固-液界面所取代的过程。
液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来，有的则粘附在表面上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。
2. 接触角：当液体与固体接触后，体系的自由能降低。
在恒温恒压下，当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在。
接触角是描述液体润湿程度的物理量，其值越小，表示液体在固体表面的润湿程度越高。
3. 接触角测量原理：接触角测量仪通过测量液滴在固体表面上的形状，计算出接触角的大小。
常见的测量方法有量高法、量角法等。
三、实验仪器与材料1. 仪器：JCXXC1静滴接触角/界面张力测量仪、滴管、吸球、移液器、固体样品（如玻璃板、塑料板等）、液体样品（如水、油等）。
2. 材料：实验前需准备好固体样品和液体样品，确保样品表面干净、无杂质。
四、实验步骤1. 样品准备：将固体样品清洗干净，干燥后放置在接触角测量仪的样品台上。
2. 液体滴加：使用滴管将液体样品滴加到固体样品表面，注意控制液滴大小，避免过多。
3. 数据采集：启动接触角测量仪，观察液滴在固体表面上的形状，待液滴稳定后，仪器自动测量并计算出接触角。
4. 重复实验：对同一液体和固体样品进行多次实验，取平均值作为最终结果。
5. 数据分析：分析实验数据，探讨影响接触角的因素。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验，得到不同液体在固体表面上的接触角数据。
2. 数据分析：（1）液体性质：液体表面张力、粘度、极性等因素会影响接触角的大小。
表面张力越大，接触角越小；粘度越大，接触角越大；极性相似的液体在固体表面的接触角较小。
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液-固界面接触角的测量
一、实验目的
1. 了解液体在固体表面的润湿过程以及接触角的含义与应用。
2. 掌握用JC2000C1静滴接触角/界面张力测量仪测定接触角和表面张力的方法。
二、实验原理
润湿是自然界和生产过程中常见的现象。
通常将固-气界面被固-液界面所取代的过程称为润湿。
将液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来，有的则粘附在表面上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。
前者称为铺展润湿，后者称为粘附润湿。
如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。
如果液体不粘附而保持椭球状，则称为不润湿。
如汞滴到玻璃板上或水滴到防水布上的情况。
此外，如果是能被液体润湿的固体完全浸入液体之中，则称为浸湿。
上述各种类型示于图1。
图1 各种类型的润湿
当液体与固体接触后，体系的自由能降低。
因此，液体在固体上润湿程度的大小可用这一过程自由能降低的多少来衡量。
在恒温恒压下，当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，如图2所示。
图2 接触角
假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示，则当液滴在固
体平面上处于平衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零，这个平衡关系就是著名的Young方程，即
γSG- γSL= γLG·cosθ(1)
式中γSG，γLG，γSL分别为固-气、液-气和固-液界面张力；θ是在固、气、液三相交界处，自固体界面经液体内部到气液界面的夹角，称为接触角，在0o-180o之间。
接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度。
在恒温恒压下，粘附润湿、铺展润湿过程发生的热力学条件分别是：
粘附润湿W a=γSG - γSL + γLG≥0 (2)
铺展润湿S=γSG-γSL-γLG≥0 (3)
式中W a，S分别为粘附润湿、铺展润湿过程的粘附功、铺展系数。
若将(1)式代入公式(2)、(3)，得到下面结果：
W a=γSG+γLG－γSL=γLG(1+cosθ) (4)
S=γSG-γSL-γLG=γLG(cosθ-1) (5)
以上方程说明，只要测定了液体的表面张力和接触角，便可以计算出粘附功、铺展系数，进而可以据此来判断各种润湿现象。
还可以看到，接触角的数据也能作为判别润湿情况的依据。
通常把θ＝90°作为润湿与否的界限，当θ＞90°，称为不润湿，当θ＜90°时，称为润湿，θ越小润湿性能越好；当θ角等于零时，液体在固体表面上铺展，固体被完全润湿。
接触角是表征液体在固体表面润湿性的重要参数之一，由它可了解液体在一定固体表面的润湿程度。
接触角测定在矿物浮选、注水采油、洗涤、印染、焊接等方面有广泛的应用。
决定和影响润湿作用和接触角的因素很多。
如，固体和液体的性质及杂质、添加物的影响，固体表面的粗糙程度、不均匀性的影响，表面污染等。
原则上说，极性固体易为极性液体所润湿，而非极性固体易为非极性液体所润湿。
玻璃是一种极性固体，故易为水所润湿。
对于一定的固体表面，在液相中加入表面活性物质常可改善润湿性质，并且随着液体和固体表面接触时间的延长，接触角有逐渐变小趋于定值的趋势，这是由于表面活性物质在各界面上吸附的结果。
接触角的测定方法很多，根据直接测定的物理量分为四大类：角度测量法、长度测量法、力测量法，透射测量法。
其中，液滴角度测量法是最常用的，也是最直截了当的一类方法。
它是在平整的固体表面上滴一滴小液滴，直接测量接触
角的大小。
为此，可用低倍显微镜中装有的量角器测量，也可将液滴图像投影到屏幕上或拍摄图像再用量角器测量，这类方法都无法避免人为作切线的误差。
本实验所用的仪器JC2000C1静滴接触角/界面张力测量仪就可采取量角法和量高法这两种方法进行接触角的测定。
三、仪器与药品
仪器：JC2000C1界面张力测量仪，微量注射器，容量瓶，镊子，玻璃载片，涤纶薄片，聚乙烯片，金属片（不锈钢、铜等）。
试剂：蒸馏水，无水乙醇，十二烷基苯磺酸钠（或十二烷基硫酸钠）
十二烷基苯磺酸钠水溶液的质量分数：0.01%，0.02%，0.03%，0.04%，0.05%，
0.1%，0.15%，0.2%，0.25%
四、实验内容
1．考察在载玻片上水滴的大小（体积）与所测接触角读数的关系，找出测量所需的最佳液滴大小。
2．考察水在不同固体表面上的接触角。
3．等温下醇类同系物（如甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇）在涤纶片和玻璃片上的接触角和表面张力的测定
4．等温下不同浓度的乙醇溶液在涤纶片和玻璃片上的接触角和表面张力的测定5．等温下不同浓度表面活性剂溶液在固体表面的接触角和表面张力的测定
液体：十二烷基苯磺酸钠溶液浓度(质量分数)：0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.1%, 0.15%, 0.2%, 0.25%
6．测浓度为0.1%十二烷基苯磺酸钠水溶液液滴在涤纶片和载玻片表面上接触角随时间的变化。
五、实验步骤
(一) 接触角的测定
(1) 开机。
将仪器插上电源，打开电脑，双击桌面上的JC2000C1应用程序进入主界面。
点击界面右上角的活动图象按钮，这时可以看到摄像头拍摄的载物台上的图象。
(2)调焦。
将进样器或微量注射器固定在载物台上方，调整摄像头焦距到0.7倍（测小液滴接触角时通常调到2倍～2.5倍），然后旋转摄像头底座后面的旋钮调节摄像头到载物台的距离，使得图象最清晰。
(3)加入样品。
可以通过旋转载物台右边的采样旋钮抽取液体，也可以用微量注射器压出液体。
测接触角一般用0.6μL～1.0μL的样品量最佳。
这时可以从活动图象中看到进样器下端出现一个清晰的小液滴。
(4)接样。
旋转载物台底座的旋钮使得载物台慢慢上升，触碰悬挂在进样器下端的液滴后下降，使液滴留在固体平面上。
(5)冻结图象。
点击界面右上角的冻结图象按钮将画面固定，再点击File菜单中的Save as将图象保存在文件夹中。
接样后要在20s（最好10 s）内冻结图像。
(6) 量角法。
点击量角法按钮，进入量角法主界面，按开始键，打开之前保存的图象。
这时图象上出现一个由两直线交叉45度组成的测量尺，利用键盘上的Z、X、Q、A键即左、右、上、下键调节测量尺的位置：首先使测量尺与液滴边缘相切，然后下移测量尺使交叉点到液滴顶端，再利用键盘上< 和> 键即左旋和右旋键旋转测量尺，使其与液滴左端相交，即得到接触角的数值。
另外，也可以使测量尺与液滴右端相交，此时应用180°减去所见的数值方为正确的接触角数据，最后求两者的平均值。
(7)量高法。
点击量高法按钮，进入量高法主界面，按开始键，打开之前保存的图象。
然后用鼠标左键顺次点击液滴的顶端和液滴的左、右两端与固体表面的交点。
如果点击错误，可以点击鼠标右键，取消选定。
(二) 表面张力的测定
(1)开机。
将仪器插上电源，打开电脑，双击桌面上的JC2000C1应用程序进入主界面。
点击界面右上角的活动图象按钮，这时可以看到摄像头拍摄的载物台上的图象。
(2)调焦。
将进样器或微量注射器固定在载物台上方，调整摄像头焦距到0.7倍，然后旋转摄像头底座后面的旋钮调节摄像头到载物台的距离，使得图象最清晰。
(3)加入样品。
可以通过旋转载物台右边的采样旋钮抽取液体，也可以用微量注射器压出液体。
测表面张力时样品量为液滴最大时。
这时可以从活动图象中看到进样器下端出现一个清晰的大液泡。
(4)冻结图象。
当液滴欲滴未滴时点击界面的冻结图象按钮，再点击File菜单中的Save as将图象保存在文件夹中。
(5) 悬滴法。
单击悬滴法按钮，进入悬滴法程序主界面，按开始按钮，打开图像文件。
然后顺次在液泡左右两侧和底部用鼠标左键各取一点，随后在液泡顶部会出现一条横线与液泡两侧相交，然后再用鼠标左键在两个相交点处各取一点，这时会跳出一个对话框，输入密度差和放大因子后，即可测出表面张力值。
注：密度差为液体样品和空气的密度之差；放大因子为图中针头最右端与最左端的横坐标之差再除以针头的直径所得的值。
六、结果与讨论
列表或作图表示所得实验结果。
初步解释所得结果的原因
例如
表2. 等醇类同系物在涤纶片和玻璃片上的接触角和表面张力的测定
表3. 等温下不同浓度表面活性剂溶液在固体表面的接触角和表面张力的测定
表中W a为粘附功; S为铺展系数
用所测得的表面张力数值对十二烷基苯磺酸钠溶液的浓度作图，根据其表面张力曲线了解表面活性剂的特性。
七、思考题
1．液体在固体表面的接触角与哪些因素有关？
2．在本实验中，滴到固体表面上的液滴的大小对所测接触角读数是否有影响？为什么？
3．实验中滴到固体表面上的液滴的平衡时间对接触角读数是否有影响？
参考书
1．北京大学化学系胶体化学教研组主编. 胶体与界面化学实验. 北京大学出版社. 1993。