CN104916199B - 透明液体互溶过程可视化实验装置与实验方法 - Google Patents
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Abstract
一种透明液体互溶过程可视化实验装置，在底座上设置有透明水槽，透明水槽右侧底座上设置有光屏、左侧底座上设置有激光器支架，激光器支架上安装有半导体激光器，半导体激光器出射光的发散角为10°～20°，发散激光束从透明水槽左侧壁的中部透过透明水槽投射在光屏上，在光屏上呈现放大的透明液体互溶过程的动态图像。本发明采用发散激光束透过透明水槽内的液体，在光屏上投射形成的圆形光斑，数十倍的放大了激光束透过区域酒精与蒸馏水互溶过程的动态图景，使酒精与蒸馏水的互溶过程可直接目测，本发明采用对比实验方法，在学生没有相关背景知识的情况下，同样能理解本方法的科学性、准确性和实时性。
Description
技术领域
本发明属于实验演示设备或装置技术领域，具体涉及到测量透明液体互溶过的装置。
背景技术
溶解作为一种最基本的物理化学现象，是中小学、大学化学课程的重要内容，同时也是化学化工、医药食品、燃料配制等研究、生产领域的基本问题之一。溶解不是瞬间完成，不同的溶质与溶剂之间的溶解具有不同的过程(时间)。但目前中小学生甚至大学生有关溶解的实验，更多的是等待对溶解结果的检测，以确定其溶解的程度。而对溶解的过程无法实时观察，影响了学生对溶解的深化理解。在化学实验中有大量的无色透明液体之间的溶解实验，如酒精与水之间可以任意混溶，但其溶解过程是如何进行的，这是学生经常会提出的问题。《中小学教学研究》2005年第10期“谁能看到酒精溶解在水中了”，提出了一个非常有意义的问题。
对于初学者或者在生产现场，不同液体之间互溶性的预判断，更是经常碰到的问题。尽管采用“相似相溶”的规律可以做出初步判断，但相似相溶规律是定性规律，通常仅能给出难溶、微溶、可溶可能性的判断。目前常用的判断液体互溶性的简便方法有两种：其一，采用染色法，即对其中一种液体染色，然后加入另一种液体，观察互溶过程中颜色分布的变化情况，颜色均匀分布即为互溶液体，反之亦然。但这种方法灵敏度太低，染料加的少，互溶过程不明显，染料加的多，则有可能改变液体本身的性质；另一种方法是把两种液体倒入一个杯子中,搅拌一段时间后,看混合液体是否分层,不分层则互溶，反之则不互溶，显然这种用眼睛观察的方法对于透明度完全相同的两种液体互溶性的判断难度极大，对于两种液体互溶完成时间的准确测量更无法实现。
纹影显示技术的发展，为透明液体之间传质和能量交换过程的研究提供了有效手段，但现有纹影显示系统的构成复杂，仪器价格昂贵，且需要专业人员操作，不适合用于透明液体互溶性的现场检测和学生在课堂上对透明液体互溶过程的观察。因此研究一种方法简单、现象直观、产品成本低，适合学生课堂上观察透明液体互溶过程并能准确测量互溶时间的方法，对学生思维能力的培养、满足液体互溶性现场检测的需求，具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题在于克服现有技术的缺点，提供一种设计合理、结构简单、演示效果直观的透明液体互溶过程可视化实验装置。
本发明所要解决的另一个技术问题在于提供一种使用透明液体互溶过程可视化实验装置的实验方法。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：在底座上设置有透明水槽，透明水槽右侧底座上设置有光屏、左侧底座上设置有激光器支架，激光器支架上安装有半导体激光器，半导体激光器出射光的发散角为10°～20°，发散激光束从透明水槽左侧壁的中部透过透明水槽投射在光屏上，在光屏上呈现放大的透明液体互溶过程的动态图像。
本发明的透明水槽的几何形状为长方体，透明水槽长度为10～12cm、高度为10～12cm、厚度为1.2～2cm。
本发明的透明水槽的几何形状为长方体，透明水槽的最佳长度为11cm、高度为11cm、厚度为1.5cm。
使用上述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中的蒸馏水，投射在光屏上圆形光斑的均匀性，改变光屏与透明水槽的距离，在光屏上观察不同大小圆形光斑的均匀性。
2)在透明水槽内装有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上圆形光斑均匀性的变化。
3)在透明水槽中加入50ml的酒精溶液，观察发散角为10°～20°的激光束透过透明水槽中的酒精溶液，投射在光屏上圆形光斑的均匀性，改变光屏与透明水槽的距离，在光屏上观察不同大小圆形光斑的均匀性。
4)在透明水槽内装有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投射在光屏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，投射在光屏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，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，在光屏上观察圆形光斑的均匀性。
在本发明的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)在透明水槽中加入50ml的蒸馏水，观察发散角最佳为15°的激光束透过透明水槽中的蒸馏水，投射在光屏上圆形光斑的均匀性，改变光屏与透明水槽的距离，在光屏上观察不同大小圆形光斑的均匀性。
2)在透明水槽内装有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上圆形光斑均匀性的变化。
3)在透明水槽中加入50ml的酒精溶液，观察发散角最佳为15°的激光束透过透明水槽中的酒精溶液，投射在光屏上圆形光斑的均匀性，改变光屏与透明水槽的距离，在光屏上观察不同大小圆形光斑的均匀性。
4)在透明水槽内装有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投射在光屏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；
在本发明的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，观察发散角最佳为15°的激光束透过透明水槽，投射在光屏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，使出射发散角最佳为15°的发散激光束从不同方向、不同位置透过透明水槽，在光屏上观察圆形光斑的均匀性。
本发明采用透明水槽内酒精与蒸馏水的扩散互溶过程中酒精与蒸馏水扩散互溶区域梯度变化的折射率，对透过发散激光束的折射、会聚或发散作用，在光屏上投射的均匀性动态变化的圆形光斑，实时呈现酒精与蒸馏水扩散互溶过程的动态变化过程，实现了酒精与蒸馏水扩散互溶过程动态过程的可视化实时观察和溶解时间测量。
本发明采用发散激光束透过透明水槽内的液体，在光屏上投射形成的圆形光斑，数十倍的放大了激光束透过区域酒精与蒸馏水互溶过程的动态图景，使酒精与蒸馏水的互溶过程可直接目测，微量酒精(蒸馏水)在蒸馏水(酒精)中的溶解过程也能清晰显现。同时，通过增大光屏与水槽之间的距离，可以增大圆形光斑的尺度，更能满足课堂演示实验要求。本发明采用对比实验方法，在学生没有相关背景知识的情况下，同样能理解本方法的科学性、准确性和实时性。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是发散激光束透过水槽内的酒精或蒸馏水形成的圆形光斑照片。
图3是酒精与水互溶过程圆形光斑中的网状亮线照片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
在图1中，本实施例的透明液体互溶过程可视化实验装置由半导体激光器1、透明水槽2、光屏3、底座4、激光器支架5联接构成。
在底座4上放置有透明水槽2，透明水槽2采用石英玻璃制成，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。在透明水槽2右侧底座4上安装有光屏3，光屏3用于呈现透明液体互溶过程的光学图像。在透明水槽2左侧底座4上放置有激光器支架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可在半导体激光器1支架上转动，半导体激光器1用于产生激光，半导体激光器1出射光的发散角为15°，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。
使用上述透明液体互溶过程可视化实验装置的实验方法步骤如下：
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如图2所示。由图2可见，圆形光斑是均匀的，说明发散激光束中所有光线在蒸馏水中都保持直线传输。
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。圆形光斑的照片如图2所示，由图2可见圆形光斑均匀性没有改变，说明相同温度蒸馏水的加入，没有改变发散激光束在蒸馏水中的直线传输。
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如图2所示。由图2可见，圆形光斑是均匀的，说明发散激光束中所有光线在酒精溶液中都保持直线传输。
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。圆形光斑的照片如图2所示，由图2可见圆形光斑均匀性没有改变，说明发散激光束中所有光线在酒精溶液中都保持直线传输，即相同浓度和温度的酒精溶液的加入，不改变水槽内酒精溶液浓度和温度的一致性。
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。基于上述步骤中观察到的发散激光束透过蒸馏水或酒精溶液后在光屏3上形成圆形光斑的均匀性，以及光在均匀介质中直线传输、在非均匀介质中弯曲传输的原理，只要发散激光束透过透明水槽2在光屏3上形成的圆形光斑是均匀的，则透明水槽2中蒸馏水或酒精是均匀介质。
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，在自然溶解的情况下，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。
酒精溶液与蒸馏水互溶过程圆形光斑中网状亮线的照片如图3所示，由图3与图2的比较可见，酒精溶液与蒸馏水互溶中圆形光斑的均匀性发生了显著变化，并出现不规则的网状亮线，说明激光束透过处于互溶过程中的酒精溶液与蒸馏水混合体时，发散激光束中部分光线同步发生弯曲汇聚现象，随着水槽内酒精溶液与蒸馏水互溶过程趋于完成，圆形光斑均匀性的变化同步变缓，最后完全均匀稳定，说明水槽内酒精溶液与蒸馏水互溶完成。从圆形光斑中不断变化的网状亮线的出现到网状亮线逐渐模糊再到完全消失，实时显现了酒精溶液与蒸馏水互溶的全过程。
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，如图2所示。进一步说明了水槽内酒精溶液与蒸馏水完全互溶。
实施例2
在底座4上放置有透明水槽2，透明水槽2采用石英玻璃制成，透明水槽2的几何形状为长方体，透明水槽2长度为10cm、高度为10cm、厚度为1.2cm。在透明水槽2左侧底座4上放置有激光器支架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°，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。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
使用本实施例透明液体互溶过程可视化实验装置的实验方法步骤如下：
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°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。
步骤2)与实施例1相同。
3)在透明水槽2中加入50ml的酒精溶液，观察发散角为10°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。
步骤4)与实施例1相同。
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°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°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。
实施例3
在底座4上放置有透明水槽2，透明水槽2采用石英玻璃制成，透明水槽2的几何形状为长方体，透明水槽2长度为12cm、高度为12cm、厚度为2cm。在透明水槽2左侧底座4上放置有激光器支架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。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
使用本实施例透明液体互溶过程可视化实验装置的实验方法步骤如下：
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。
步骤2)与实施例1相同。
3)在透明水槽2中加入50ml的酒精溶液，观察发散角为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。
步骤4)与实施例1相同。
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。
本发明的工作原理如下：
本发明基于光线在均匀介质中直线传输，在非均匀介质中向折射率大的区域偏折的原理，实现透明液体互溶过程的光学实时观察。蒸馏水或酒精本身在常温状态下都是均匀介质，发散激光束中不同光线透过蒸馏水或酒精时，均保持直线传输，圆形光斑的均匀性没有变化。
酒精与水互溶不是瞬间完成，在微观上大量酒精分子进入蒸馏水(或者水分子进入酒精，下同)后的运动是随机和无序的，在宏观上酒精倒入蒸馏水的过程，是酒精溶液的势能向动能的转化过程，具有一定动能的酒精溶液进入蒸馏水中，受到多种因素的共同作用，二者以湍流形式混合溶解。酒精与蒸馏水之间的互溶，从二者界面上的相互扩散开始，界面由明显到模糊，再到界面完全消失，即酒精与蒸馏水互溶完成。由于酒精与蒸馏水都是无色透明液体，溶解过程无法目视实时观察。本发明基于光在非均匀介质中传输时向折射率较大区域偏折的原理和酒精与蒸馏水折射率的差异，以及酒精与蒸馏水在扩散互溶过程中，扩散互溶区域中介质浓度梯度变化形成的折射率梯度变化的特性，采用酒精与蒸馏水扩散互溶区梯度变化的折射率对透过发散激光束的折射、会聚或发散作用，光通过酒精与蒸馏水折射率梯度变化区域时向酒精区域偏折，使得相应酒精区域在光屏3上对应投射区域亮度增强，蒸馏水区域在光屏3上对应投射区域亮度减弱。光屏3上圆形光斑亮度均匀性的动态变化，实时反映了酒精与蒸馏水的扩散互溶过程，通过观察酒精(或蒸馏水)加入前光屏3上稳定均匀的圆形光斑，到酒精(或蒸馏水)加入蒸馏水(或酒精)中的瞬间圆形光斑中不规则网状亮线出现，再到网状亮线逐渐模糊，直至圆形光斑再次恢复稳定均匀，直观、实时地显示了酒精与蒸馏水的互溶过程，实现了酒精与蒸馏水互溶过程实时动态显示与互溶时间测量。
Claims (5)
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。
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