启明星计划课题研究计划书【模板】

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启明星计划课题研究计划书

课题名称：动态疏水性的研究















参与者：组员：郭圣炳 郭向宁 杨中义

指导老师：俞熹

研究计划版本号：__________ 日期：__2020___年 _ 11 _月__15_日

题目内容：

关键词：a drop of liquid(concerning parameters:inner&outer), horizontally, moving(relatively?),

surface(liquid&solid),

reflected(how

to

define?),

interaction(mutually influence) 可研究的方向、主题：

1. 探究表面相关参数对相互作用的影响

a. 固体：疏水性（浸润与否），温度，湿润与否 b. 液体：黏度，表面张力等 c. 速度

2. 探究液滴相关参数对相互作用的影响

a. 内禀：密度、表面系数、粘度

b. 外在：释放高度（动能、动量、速度），大小

3. 周围环境的影响

4. 相互作用（同时考虑液滴对平面的作用效果）与反射的定义（对反射状态的描述） 第一步要研究的内容：初步通过预实验捕捉实验现象并找出主要影响动态疏水的因素

研究方案设计：1.搭建平台，通过预实验用控制变量法对以上各种参数的影响效果做出初测

定

2选取出主要影响因素后开展系统的实验获取实验数据

3.对实验数据进行建模分析，尽可能获得较为精确的数学模型，以期获得原理性的解释




 课题相关的理论是：表面与界面物理力学

 实验草图（含所用的元器件的规格、参数等，请适当说明参数选择的合理性）：

酸式滴定管（Ex+30,20℃，25ml），其余元件规格在预实验过后确定 预期得到哪些结果？完整的实验现象，数据和一定的理论解释

方案已经尽量优化了吗？譬如，是否做过一些定量估算？研究对象是否是较合理的选择？装置设计有优化可能吗？譬如，实验可重复性如何？是否可能有哪些未考虑到的因素？ 已提出实验过程的一些优化方案：1.考虑到移动液面的湖震效应，应用液滴运动平面不动的

方法消除影响（但需要同时考虑液滴在移动过程中受空气作用的影响）

2. 探究空气团对实验影响时，考虑采用有颜色的气体或使用纹影法

3. 液滴加颜料看液滴对液体表面表面的影响



实验条件的准备：需要什么，解决了吗？预实验是否马上可以进行？ 滴定管：酸式滴定管（Ex+30,20℃，25ml）

实验平台：恒隆物理楼128近代物理实验室 多功能XYZ控制平台 各种液体：纯净水，粘度较大的有机物，密度较大的有机物等 各种表面：亚克力板，防水砂纸（多张） 盛装容器：水槽

装置主体：水平实验平台（xy自由移动），滴定管（不同的滴液口径），水槽，表面材料 采集数据装置：高速摄像机（智能手机的慢动作功能可以进行前期替代）等

数据分析：使用tracker软件对液滴的运动形式进行分析记录，提出并修正模型。可能会使用到comsol软件的模拟分析。 预实验的大多部分可以马上进行

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