相关知识

1、什么是粘滞系数

有关液体中物体运动的问题,19世纪物理学家斯托克斯(George Gabriel Stokes建立了著名的流体力学方程组“斯托克斯组”,它较为系统地反映了流体在运动过程中质量,动量,能量之间的关系:一个在液体中运动的物体所受力的大小与物体的几何形状、速度以及液体的内摩擦力有关。

当液体流动时,液体质点之间存在着相对运动,这时质点之间会产生内摩擦力反抗它们之间的相对运动,液体的这种性质称为粘滞性,这种质点之间的内摩擦力也称为粘滞力。粘滞系数是液体的重要性质之一,它反映液体流动行为的特征。粘滞系数与液体的性质,温度和流速有关,因此粘滞系数的测量在工程技术方面有着广泛的使用价值。如机械的润滑,石油在管道中的传输,油脂图料,医疗和药物等方面,都需测定粘滞系数。

2、测量液体粘滞系数方法

测量液体粘滞系数方法有多种,如落球法、转筒法、毛细管法等,其中落球法是最基本的一种,它可用于测量粘度较大的透明或半透明液体,如蓖麻油、变压器油、甘油等。

George Gabriel Stokes (1819-1903)

乔治·加布里埃尔·斯托克斯

3、斯托克斯生平

出生在新教徒家庭,父亲是爱尔兰斯莱戈郡Skreen教区牧师Reverend Gabriel Stokes。先后于Skreen、都柏林、布里斯托尔就读,1837年考入剑桥大学彭布罗克学院。四年后以最高分毕业,并获得史密斯奖。1849年获卢卡斯数学教授席位,1854年出任皇家学会秘书,1885–1890年期间出任会长。1889年被封为从男爵。189961,他任卢卡斯教授50周年,剑桥大学举行了盛大庆祝会,校监向他颁发金牌。

 

4、斯托克斯科学贡献

 

流体动力学 

  18421843年,他刊出第一批论文,题目关于不可压缩流体的稳定流动。其后在1845年,他就流体流动的摩擦力及弹性固体的平衡和运动发表论文,在1850年探讨流体的内部摩擦力对摆运动的影响。他亦曾就声音的理论作出贡献,如风对声音强度的影响。他的研究标志着流体动力学新里程,不但有助解释自然现象(如空中云的运动、水中漾和浪的运动等),更有助解决技术问题,如水在河和管道的流动和船只的表面阻力等。

  

光学  

  在光波理论方面他贡献良多。他有关光行差的研究于18451846年间发表。1848年发表了有关光谱的研究。1849年,衍射的动力理论,证明了偏振面与传播方向必须成正角。

  

萤光 

  1852年,在他有关光波长的论文中,他描述了萤石和铀玻璃的萤光现象,他认为该些物质可将不可见的紫外线,转化为波长较长的可见光。描述有关物理现象的斯托克斯位移(Stokes shift)就是以他的名字命名。

  

偏振
  同样在1852年,他发表论文,讨论不同偏振光线的构成和分解。1853年,他对由非金属物质所发出具金属性质的反射进行研究,探讨了光的偏振现象。约在1860年,他深入研究由金属板反射出来或穿过一叠薄金属板的光线的强度。1862年,他为英国科学促进协会(British Association for the Advancement of Science)撰写了一份关于双折射的报告,关于结晶的同轴有不同折射率的现象,包括冰洲石(Iceland spar)、透明方解石等。

  

著作
  斯托克斯的数学和物理论文结集成五册出版,首三册(剑桥,1880年、1883年和1901年)由他亲自编辑,而余下的两册(剑桥,1904年和1905年)则由英国数学家和物理学家Joseph Larmor负责编辑