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密度计的原理(电子密度计的原理)

来源:仪特诺密度计人气:时间:2013-09-27 10:48

密度计的原理(电子密度计的原理)
 
一、密度计的简介
 
密度计是将现代微电子技术与阿基米德原理相结合而研发出来的新型密度测试仪器。
 
此仪器改变了传统密度测试的繁琐操作,对不规则样品均可进行快速准确的测量。操作极其简单方便,减少了很多外部因素对测量结果的影响,能满足现代产品生产及新材料研究过程中对密度的高精度,高效益的测量要求。
 
二、密度计的原理
通过浮力与密度计算公式的推导与变换,首先利用其称重功能称出产品重量,并按记忆键存储之,然后通过特殊装置测量出产品在水中所受到的重量,按下记忆键后直接显示密度值。
此密度值是以实际水温下的密度值为参考标准。
 
二、体积、浮力、水中所受到的重量之间的说明
古希腊世界最伟大的科学家阿基米德大约出生于公元前287年,他的国家是位于南意大利西西里岛的叙拉古。他的父亲是一位天文学家,与叙拉古国王亥尼洛二世有亲戚关系。
 
阿基米德在11岁时,就到*的文化中心亚历山大城去学习,进入了欧几里德创办的数学学校,在那里他学习了数学、天文学、物理学等有关方面的知识。
 
阿基米德在亚历山大城学习一段时间后,顿生思乡之情,便回到了自己的祖国——西西里岛的叙拉古。叙拉古城国王见他在国外留学多年,也不问其学识深浅,一见面就给他出了个难题。原来一年一度的盛大祭神节就要来临了,亥尼洛国王交给金匠一块纯金,命令他制造出一顶精巧、华丽的王冠。王冠制成之后,国王拿在手里掂了掂,感觉有点轻。他叫来金匠问是否掺了假。金匠以脑袋担保,并当面用秤来称,王冠与原来金块的重量一两不差。但是,如果掺上别的东西也是可凑足重量的。国王既不能肯定有假,又不相信金匠的誓言,于是把阿基米德找来,要他解此难题。
 
一连几天,阿基米德闭门谢客,冥思苦想,由于实心的金块与镂空的王冠外形不一样,不把王冠砸碎铸成金块,便无法求算其体积,也就无法验证是否掺了假,他绞尽脑汁也没有想出一个好办法。
 
这阿基米德有一个怪毛病,家里桌上有了灰尘,从不让擦掉,他要在桌上画个半天,因为当时还没有纸笔。更有甚者,他还常在自己身上涂画。当时人们用一种特制的泥团当肥皂。这天,他准备洗澡,可是刚脱了上衣,就抓起一团泥皂在肚子上、胸脯上涂画起来,画了三角又画圆,边画边思考那顶恼人的王冠。这时他的妻子走进来,一看就知道他又犯毛病了,二话没说,便一把将他推入浴池。他一面挣扎,一面喊道:“不要弄湿了我的图形!”但是哪由分说,夫人逼阿基米德洗澡,也是常事了。他话音还没落,已“扑通”一声跌入浴池中,夫人掩门而去。谁知这一跌却使他的思路从那些图形的死胡同里解脱出来,他注视着池沿,原来池水很满,他身子往里一泡,那水就顺着池沿往外溢,地上的鞋子也淹在水里,他急忙探身去取。而他一起身水又立即缩回池里,这一下他连鞋也不取了,又泡到水里,就这样一出一人,水也一涨一落。夫人刚走出门外,正要去干别的事,忽听那水池里啪啦啦地响,水唰啦啦地在地上乱流。她停步返身,正要喊:“连洗澡也不会了啊!”忽然阿基米德光着身子,湿淋淋地冲出门来把她碰了一个趔趄,她忙伸手去抓,滑溜溜地没有抓住。这时,阿基米德已冲到街上,高喊着“优勒加!优勒加!(意即找到了)”夫人这回可真着急了,嘴里嘟囔着“真是疯了,”便随后也追了出去。街上的人不知发生了什么事情,也都跟在后边追着看。阿基米德头也不回地向王宫跑去。
 
原来,阿基米德由澡盆溢水联想到王冠也可以泡在水里,溢出水的体积就是王冠的体积,而这体积与同等重的金块的体积应该是相同的,否则王冠里肯定有假。也就是说,同等重量的东西如果泡进水里而溢出的水不一样,那肯定它们是不同的物质。每一种物质和相同体积的水都有一个固定的重量比,这就是比重。直到现在,物理实验室里还有一种求比重的仪器,名字就叫“优勒加”,以纪念这一不寻常的发现。
 
阿基米德跑到王宫后立即找来一盆水,又找来同样重量的一块黄金,一块白银,分两次泡进盆里。白银溢出的水比黄金溢出的几乎要多一倍(现在我们已确切地知道,白银的比重是10.5,黄金的比重是19.3)。把王冠和金块分别泡进水盆里,证实王冠里确实是掺了白银。通过这件事,国王对阿基米德的学问佩服至极。
 
烦人的王冠之谜总算解决了,阿基米德那愁锁的眉头刚刚舒展了一点,可是心里又结上了另一个疙瘩,他的思维永不肯停息。原来,希腊是个沿海国家,自古航海事业发达。阿基米德自从在澡盆里一泡,发现物体排出的水等于其体积后,那眼睛就整天盯住海里各种来往的货船,有时在海滩上一站就是一天。那如痴如醉的样子常引得运货的商人和水手们在他的背后说三道四。这天他和好友柯伦又到海边散步,还没有走多远就停在那里。柯伦知道他又有什么想法了,正要发问,阿基米德却先提出一个问题:“你看,这些船为什么会浮在海上?”
 
“这很简单,因为它们是木头做的。”
 
“你是说,只有比水轻的东西才可以浮在水上吗?”
 
“当然只能如此。”
 
可是你看那些人从船上背下来的箱子,那些金银玉器,那些刀枪兵器,哪个不比水重,为什么它们装在船上就不会沉到水里?”
 
柯伦一时答不上来。阿基米德又说:“我要是把一艘船拆成一块块的木板,再把木板和那些货物捆在一起,抛到海里,你说会不会沉入海底?”
 
柯伦惊得目瞪口呆。
 
“老朋友,你真的要拆一艘货轮作试验吗?”他知道阿基米德搞起实验来是什么都想得出、干得出的。
 
阿基米德淡淡一笑说:“不会,不会。”他从柯伦吃惊的眼神里知道自己在别人眼里好像是疯子。“我想,我们总会找到另外的实验办法的。”
 
从此后,海滩上就再也看不见这一对好友的身影了。原来,他们呆在家里,围着陶盆,要寻找“浮力”。阿基米德把一块木头放在满满一盆水里,陶盆排出的水量正好等于木头的重量,他记了下来;又往木头上放了几块石子,再排出的水又正好等于石子加木头的重量,他也记了下来;他把石头放到水里,用秤在水里称石头,比在空气中称轻了许多;这个轻重之差又正好等于石头排出的水的重量……。阿基米德将身边能浸入水的物体都这样一一试验,终于拿起一根鹅毛笔在一张小羊皮上郑重地写下了这样一句话:
 
“物体在液体中所受到的浮力,等于它所排出同体积的液体重量。”
 
接着他将那些实验数据整理好,开始书写一本人类还从没有过的科学新书《浮体论》。这本书当时没有印刷出版,书的手稿在阿基米德死后2000年才在耶路撒冷图书馆被人发现。

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