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表面张力系数的测定(拉脱法)

让液膜的拉力变成电压，再换算表面张力。

先用砝码定标力敏传感器，再记录吊环拉断液膜前后的电压差。将拉力与吊环内外接触线长度对应起来，比较两种定标方法的影响。

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图 1　表面张力系数的测定(拉脱法)：测量与计算主线

选择你的入口

从记录到物理量

8 个载荷等级的增减重电压、5 次拉脱读数，以及内外径各 5 次测量；温度约 20 °C，平均拉脱电压差 38.18 mV。

核心计算关系为：

$$ F=K\Delta V,\qquad l=\pi(D_{\mathrm{in}}+D_{\mathrm{out}}),\qquad \alpha=\frac{K\Delta V}{l}. $$

充分润湿时吊环内外两侧均有液膜拉力。电压差消除吊环自身重量对应的静态基线，模型忽略附着液体的重量。

表 1　关键计算结果

逐差结果约 0.06519 N/m，与指定参考值 0.0728 N/m 相差约 10.45%。标准不确定度采用读数重复性和分辨力量化条件；润湿、附着液体与传感器迟滞属于模型和操作因素。

沿着图像理解结果

图 2　八个实际载荷等级的平均电压与重力定标及线性拟合

图 3　五次实际拉脱前后电压差，展示重复测量离散

完整记录、计算过程与结果讨论见实验报告。图中拟合与模型的物理含义可在 Notebook 中逐步计算。

在参数变化中继续探索

在 HTML 中操作已有控件；在 Jupyter 或 Wolfram 中运行全部单元，可继续修改输入与计算。

在本机打开

环境安装见使用指南。在仓库根目录启动：

.\.venv\Scripts\python.exe -m jupyterlab experiments/course-02/surface-tension/notebooks/analysis.ipynb

Wolfram 安装独立包后，通过包入口打开 Notebook。将仓库路径改为本机路径：

PacletInstall["D:/general-physics-lab/notebook/paclets/SurfaceTensionLab/dist/SurfaceTensionLab-0.1.0.paclet"];
Needs["SurfaceTensionLab`"];
SurfaceTensionLab`OpenNotebook[]

数据与计算实现

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