;о i Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике, а именно к способам измерени углов смачивани плоских поверхностей капл ми и пленками жидкости, и может быть применено дл анализа свойств поверхнос ти твердого тела, дл изучени расте кани и испарени жидкостей, смачивающих поверхность. Целью изобретени вл етс повы|шение точндсти и сокращение времени измерений путем исключени необходимости построени касательной на изо ражении капли. Способ основан на известном зако не геометрической оптики: отраженны от поверхности луч лежит в плоскост падени , т.е..в плоскости, образова ной двум пр мыми лини ми: направле нием распространени падающего лазе ного луча и нормально к поверхности ,сапли в точке падени луча, Проекци плоскости падени на экран, перпенди кул рньй падаюп(ему лучу, вл етс непосредственно наблюдаемой вследствие отражени луча от поверхности капли и выгл дит рко свет щейс линией . Краевой угол равен углу ме;|сду вертикалью и резким нижним краем| наблюдаемой на зкране линии. При измерении краевого угла дл тонких пленок значение угла наход т путем несложного расчета по измеренной высо.те отраженного на экран луча. Выражени дл координат X (по горизонтали ) и Y (по вертикали) точки падени отраженного луча на экран: X Ycos4:tgd- ; Y atg l80-2arctg(tgoL:sin4:) : с.° 90-0% где Q - краевой угол смачивани ; Ч - угол поворота радиуса капли, проведенного в точку падени луча, .отсчитанньй от пр мой, лежащей в плоскости основани капли и перпен дикул рной лучу; а - рассто ние от капли до экрана (размерами капли г можно пренебречь, если г«а). Исключив Ч из выражений дл X и Y получим. Y:X tgol:b-tg :tg490 - arctg-) 3. Выбрав рассто ние а достаточно большим,.можно получить подкоренное вьфажение мало отличающимс от 1, Y тогда - tgoi, т.е. тангенс наблюдаеY мого на экране угла, равный -, дей492 твительно совпадает с tgot, где . Дл того, чтобы ошибка в измереии угла® не превышала 1%, подкореное выражение должно быть не мечее ,98. Дл углов - 90 зто выY полн етс при - 0,1. При фиксированных Y и а дл углов опшбка увеличиваетс . Считывание угла при малых Y не всегда удобно, практически Y выбираетс равным 4-5 см. Повысить точность при сохранении Y можно, увеличива рассто ние а от капли до экрана, но более высокую точность обеспечивает видоизменение измерени : в случае малых углов смачивани необходимо использовать отражение луча при , когда 9 arctg-. Этим Л, 3. способом можно измер ть с высокой точностью углы от 20° до. долей градуса , т.е. углы, образуемые не только по капл м жидкости, но и смачивающими пленками. Пример. Каплю воды нанос т на стекл нную пластинку. Пластинка перемещаетс в горизонтальной плоскости до касани лазерным лучом основани капли. Используетс лазер ЛГ-/8 с длиной волны генерации А. Лазерный луч должен быть выставлен горизонтально и падать в начало координат угломерной шкалы, нанесенной на матовый экран. При падении луча на основание капли на экране возникает Свет ща с полоска, резкий нижний край которой отклонен от вертикали на угол, равный краевому углу смачивани стекла водой. По угломерной шкапе считываетс результат: 36,0°, Высота угломерной шкалы в точке считывани равна 3 см. Рассто ние от капли до экрана 40 см. Y 3 1 Поскольку 7л Тп опшбка определени угла не превьшает 1%. Таким образом® 36,0°+0,4 . Формула изобретени Способ определени краевого угла смачивани , заключающийс в нанесении капли жидкости на поверхность, освещении капли и измеренкЕ1 геометрического параметра оптической картины , формируемой при этом на экране, отличающийс тем, что, с целью повышени точности и сокраще312655494
ни времени измерени , каплю освеща- измер ют угол отклонени от вертикают пучком лазерного излучени , а ли пр мой, совпадающей снижним крав качестве геометрического параметра , ем свет щейс полоски наэкране.