CN201323007Y - 分子间的相互作用力演示模型 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种演示分子间的作用力跟距离关系的教具——分子间的相互作用力演示模型。由中心杆、定球、及动球构成,中心杆为部分中空管状结构,其一侧固装一定球,在固装定球一侧的中心杆内套装有一圆柱形强力磁铁,另一侧同轴滑动套装有一动球,该动球内嵌装有一环形强力磁铁,中心杆两端分别制有一防脱端帽。本实用新型可以作为初中、高中的物理学教具,正确模拟分子间的作用力跟距离的关系,并且演示效果明显,结构简单,操作方便。
Description
技术领域
本实用新型属于教具领域,特别是涉及一种演示分子间的作用力跟距离关系的教具——分子间的相互作用力演示模型。
背景技术
目前,在教学中演示分子间的作用力跟距离的关系的教具尚属空白。在“分子间的相互作用力”一节教学中,由于分子间的作用力跟距离的关系非常抽象,学生只有抽象认识而没有感性认识,因此给教学带来一定的困难。为启发学生的认知,公知的初中物理教科书、高中物理教师教学用书中均指出,可以用两个小球间的弹簧的弹力来比喻分子间的相互作用力,弹力相当于分子间引力和斥力的合力,即实际表现出来的分子间的相互作用力。但是,这种比喻存在严重不足之处:即当两球相距很远时,不是“作用力就变得十分微弱,可以忽略”,而是随着弹簧的伸长,表现出的引力越来越大,这与分子间的作用力跟距离的关系严重不符,非常容易误导学生对分子间相互作用力的正确认识。
发明内容
本实用新型的目的在于填补“分子间的相互作用力”演示教具的空白,提供一种分子间的相互作用力演示模型,该模型利用磁极间的相互作用力模拟分子间的相互作用力,在演示分子间的作用力跟距离的关系时,演示效果与分子间的作用力完全相同。
本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的:
一种分子间的相互作用力演示模型,其特征在于:由中心杆、定球及动球构成,中心杆为部分中空管状结构,其一侧固装一定球,在固装定球一侧的中心杆内套装有一圆柱形强力磁铁,另一侧同轴滑动套装有一动球,该动球内嵌装有一环形强力磁铁,中心杆两端分别制有一防脱端帽。
而且,所述定球、动球均由左半球及右半球在径向上相互嵌装所形成。
而且,所述圆柱形强力磁铁、环形强力磁铁均用胶粘剂粘牢在相应部位。
而且,所述环形强力磁铁可替换成强力磁片或磁瓦。
本实用新型的优点和有益效果为:
本分子间的相互作用力演示模型是在中心杆一侧固装一定球,在固装定球一侧的中心杆内固定一圆柱形强力磁铁,另一侧同轴套装一动球,动球内固定一环形强力磁铁,使动球可以在中心杆上自由滑动以改变两球间的距离。当两球相距很近时两球之间表现为斥力,距离越小,斥力越大;两球相距稍远时有一个平衡点,此时斥力和引力达到平衡;两球距离继续增大时表现为引力,并随着距离的增大,该引力先增大后减小直至变得十分微弱,可以忽略。实现了演示分子间的作用力跟距离的关系的目的。本实用新型可以作为初中、高中的物理学教具,正确模拟分子间的作用力跟距离的关系,并且演示效果明显,结构简单,操作方便。
附图说明
图1是本实用新型截面示意图;
图2是本实用新型动球截面剖视图;
图3是本实用新型第二个实施例的动球截面剖视图;
图4是本实用新型第三个实施例的截面示意图;
图5是本实用新型第三个实施例的动球截面剖视图;
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本实用新型的保护范围。
实施例1:
一种分子间的相互作用力演示模型,由中心杆7、定球9及动球8构成,其中中心杆为部分中空管状结构,其一侧固装一定球,该定球由左半球1及右半球2在径向上相互嵌装所形成,在固装定球一侧的中心杆内套装有一圆柱形强力磁铁3,另一侧同轴滑动套装有一动球,该动球由左半球5及右半球6在径向上相互嵌装所形成,在动球内嵌装有一环形强力磁铁4,两强力磁铁均用胶粘剂粘牢在相应部位,在中心杆的两端分别制有一防脱端帽10。
实施例2:
只是将实施例1中所叙述的动球左半球替换成如图3所示截面的动球左半球11,其中的环形强力磁铁替换成强力磁片12。
其他同于实施例1。
实施例3:
只是将实施例1中所叙述的动球左半球替换成如图4所示截面的动球左半球13,其中的环形强力磁铁替换成强力磁瓦14。
其他同于实施例1。
本实用新型的工作原理是:
依据的科学原理是磁极间的相互作用原理——同性相斥、异性相吸。此原理可以用磁力线间的关系来描述:当两磁极相互靠近时,两磁极磁力线方向相同,则两磁极间表现为引力;两磁极磁力线方向相反,则两磁极间表现为斥力。环形磁铁平面上的磁力线与中心孔处的磁力线两者方向相反,当条形磁铁一端向环形磁铁中心孔穿入时,由于两者的磁力线既有同方向的,也有反方向的,因此,两者之间既有引力也有斥力,引力和斥力同时存在。随着两者之间距离的变化,引力和斥力的大小也会发生改变。当斥力大于引力时,合力表现为斥力;当斥力等于引力时,合力表现为零;二者相对静止,此处为一个平衡点;当斥力小于引力时,合力表现为引力。在条形磁铁从环形磁铁中心孔穿过的整个过程中,存在三个平衡点。本实用新型采用异性磁极穿入的方法,并且取某一侧的平衡点为演示模型的平衡点。演示效果是:两球间的引力和斥力总是同时存在,并且都随两者间距离的增大而减小,只不过减小的规律不同,斥力减小得快。当两球间距离等于平衡距离时,引力等于斥力,两球间作用力为零;当两球间距离小于平衡距离时,引力、斥力随两球间距离减小而增大,但斥力增加得快,两球间作用力为斥力,距离越小斥力越大;当两球间距离大于平衡距离时,斥力、引力随两球间距离增大而减小,但斥力减小得快,两球间作用力为引力,随着距离的增大,该引力先增大后减小直至变得十分微弱,可以忽略。演示效果与分子间作用力的实际效果完全一致。
Claims (4)
1.一种分子间的相互作用力演示模型,其特征在于:由中心杆、定球及动球构成,中心杆为部分中空管状结构,其一侧固装一定球,在固装定球一侧的中心杆内套装有一圆柱形强力磁铁,另一侧同轴滑动套装有一动球,该动球内嵌装有一环形强力磁铁,中心杆两端分别制有一防脱端帽。
2.根据权利要求1所述的分子间的相互作用力演示模型,其特征在于:所述定球、动球均由左半球及右半球在径向上相互嵌装所形成。
3.根据权利要求1所述的分子间的相互作用力演示模型,其特征在于:所述圆柱形强力磁铁、环形强力磁铁均用胶粘剂粘牢在相应部位。
4.根据权利要求1或2或3所述的分子间的相互作用力演示模型,其特征在于:所述环形强力磁铁可替换成强力磁片或磁瓦。
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