1.一种透明液体互溶过程可视化实验装置,其特征在于:在底座(4)上设置有透明水槽(2),透明水槽(2)右侧底座(4)上设置有光屏(3)、左侧底座(4)上设置有激光器支架(5),激光器支架(5)上安装有半导体激光器(1),半导体激光器(1)出射光的发散角为10°~20°,发散激光束从透明水槽(2)左侧壁的中部透过透明水槽(2)投射在光屏(3)上,在光屏(3)上呈现放大的透明液体互溶过程的动态图像。
2.根据权利要求1所述的透明液体互溶过程可视化实验装置,其特征在于:所述的透明水槽(2)的几何形状为长方体,透明水槽(2)长度为10~12cm、高度为10~12cm、厚度为1.2~2cm。
3.根据权利要求1所述的透明液体互溶过程可视化实验装置,其特征在于:所述的透明水槽(2)的几何形状为长方体,透明水槽(2)长度为11cm、高度为11cm、厚度为1.5cm。
4.一种使用权利要求1所述的透明液体互溶过程可视化实验装置的实验方法,其特征在于它是由下述步骤组成:(1)观察激光束透过均匀透明液体形成圆形光斑的均匀性
1)在透明水槽(2)中加入50ml的蒸馏水,观察发散角为10°~20°的激光束透过透明水槽(2)中的蒸馏水,投射在光屏(3)上圆形光斑的均匀性,改变光屏(3)与透明水槽(2)的距离,在光屏(3)上观察不同大小圆形光斑的均匀性;
2)在透明水槽(2)内装有50ml的蒸馏水中一次注入30ml相同温度的蒸馏水,观察发散激光束透过水槽投射在光屏(3)上圆形光斑均匀性的变化;
3)在透明水槽(2)中加入50ml的酒精溶液,观察发散角为10°~20°的激光束透过透明水槽(2)中的酒精溶液,投射在光屏(3)上圆形光斑的均匀性,改变光屏(3)与透明水槽(2)的距离,在光屏(3)上观察不同大小圆形光斑的均匀性;
4)在透明水槽(2)内装有50ml的酒精中一次加入30ml相同浓度和温度的酒精溶液,观察发散激光束透过透明水槽(2)投射在光屏(3)上形成圆形光斑均匀性的变化;
根据步骤1)、2)、3)、4)观察到的光屏(3)上圆形光斑的均匀性,判定透明水槽(2)中透明液体介质的均匀性;
(2)观察酒精与蒸馏水互溶过程与溶解时间测量方法
1)在透明水槽(2)内50ml的蒸馏水中,一次加入50ml的酒精并计时,自然溶解,观察发散角为10°~20°的激光束透过透明水槽(2),投射在光屏(3)上圆形光斑中出现的网状亮线到网状亮线逐渐模糊直至消失的过程,在圆形光斑中网状亮线消失、亮度恢复均匀的瞬间终止计时,为酒精与蒸馏水的互溶完成时间;
2)转动半导体激光器(1),使出射发散角为10°~20°的发散激光束从不同方向、不同位置透过透明水槽(2),在光屏(3)上观察圆形光斑的均匀性。
5.根据权利要求4所述的使用权利要求1所述的透明液体互溶过程可视化实验装置的实验方法,其特征在于在观察激光束透过均匀透明液体形成圆形光斑的均匀性(1)中:
1)在透明水槽(2)中加入50ml的蒸馏水,观察发散角为15°的激光束透过透明水槽(2)中的蒸馏水,投射在光屏(3)上圆形光斑的均匀性,改变光屏(3)与透明水槽(2)的距离,在光屏(3)上观察不同大小圆形光斑的均匀性;
2)在透明水槽(2)内装有50ml的蒸馏水中一次注入30ml相同温度的蒸馏水,观察发散激光束透过水槽投射在光屏(3)上圆形光斑均匀性的变化;
3)在透明水槽(2)中加入50ml的酒精溶液,观察发散角为15°的激光束透过透明水槽(2)中的酒精溶液,投射在光屏(3)上圆形光斑的均匀性,改变光屏(3)与透明水槽(2)的距离,在光屏(3)上观察不同大小圆形光斑的均匀性;
4)在透明水槽(2)内装有50ml的酒精中一次加入30ml相同浓度和温度的酒精溶液,观察发散激光束透过透明水槽(2)投射在光屏(3)上形成圆形光斑均匀性的变化;
根据步骤1)、2)、3)、4)观察到的光屏(3)上圆形光斑的均匀性,判定透明水槽(2)中透明液体介质的均匀性;
在观察酒精与蒸馏水互溶过程与溶解时间测量方法步骤(2)中:
1)在透明水槽(2)内50ml的蒸馏水中,一次加入50ml的酒精并计时,自然溶解,观察发散角为15°的激光束透过透明水槽(2),投射在光屏(3)上圆形光斑中出现的网状亮线到网状亮线逐渐模糊直至消失的过程,在圆形光斑中网状亮线消失、亮度恢复均匀的瞬间终止计时,为酒精与蒸馏水的互溶完成时间;
2)转动半导体激光器(1),使出射发散角为15°的发散激光束从不同方向、不同位置透过透明水槽(2),在光屏(3)上观察圆形光斑的均匀性。