什么是接触角？

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什么是接触角？

更新时间：2024-05-24

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什么是接触角？

接触角是评价润湿性的指标之一。
它是当液体滴到某种固体上时形成的液滴的凸起程度（液体的高度）的数值表示。
具体而言，从侧面观察附着于固体上表面的液体，并测量液滴终点处的液体相对于固体表面的角度。
如果容易润湿，则凸起（接触角）较低，如果难以润湿，则凸起（接触角）较高。

用接触角来评价什么

接触角是评价固体和液体之间的相容性或润湿性的指标。
这只是一个示例，但它用于以下目的。

如何测量接触角

接触角是液体接触的固体表面与液体终点之间的角度，因此通常是根据从侧面观察到的附着在固体样品上的液体样品的图像来测量的。

如下示意图所示，在面向照明的位置安装摄像头，将液体附着在其视野内的固体样品上进行观察。
这种测量装置称为 “接触角计"。

如果容易弄湿

在针尖处形成液体并将固体样品靠近它。
如果固体样品容易润湿，当固体样品与液体接触时，液体将被吸引到固体样品上并扩散。
无论液体的类型如何，有时在感官意义上被称为“亲水性"。

如果很难弄湿

在针尖处形成液体并将固体样品靠近它。
如果难以润湿，请降低载物台，因为即使固体样品接触液体，液体也不会被固体样品吸引，液体也不会离开针头。
无论液体类型如何，有时根据感官含义将其称为“防水剂"或“防水剂"。

当润湿和铺展达到平衡状态时，显示固体和液体表面张力之间平衡的方程称为“杨氏方程"。
该公式在润湿和铺展变化停止时有效，而不是在润湿和铺展期间有效。

因此，用于计算表面自由能的接触角就是该平衡状态下的接触角。

＜＜杨氏公式＞＞

�_{�} = �_{�} \times 因斯 � + �_{� �}

\begin{aligned} �_{�} & ：固体的表面张力 （ �_{� �} ） \\ �_{�} & ：液体的表面张力 （ �_{� �} ） \\ �_{� �} & ：固体和液体之间的界面张力 \end{aligned}

很多时候忽略了空气，所以这样表达，但严格来说，考虑到大气中气体的影响，
　固体的表面张力=>固体与气体之间的界面张力
　，液体 => 液体
认为这是气体的界面张力是正确的。

什么是θ/2法？

最著名的计算方法是θ/2方法。这是一种长期以来使用直接测量接触角的
接触角计的方法。假设液滴的轮廓是正圆的一部分，则如下图所示，固体表面与“切线A"之间的角度θ由关系式确定，该关系式从润湿性和润湿性之间的关系中变得清楚液体的宽度和高度：

晒黑 \frac{�}{2} = \frac{�}{�}

解决了你就明白了。

\begin{aligned} 晒黑 \frac{�}{2} & = \frac{�}{�} & 比， \\ � & = 2 \times � � � � � � \frac{�}{�} & 它成为了。 \\ � : & 液滴接触半径 \\ � : & 液滴高度 \end{aligned}

前提是，从侧面看，液滴的轮廓形成了圆形的一部分。
因此，如果左右两侧的接触角不同，或者由于液滴自重而产生塌陷效应，则会产生误差。
这种方法也可以称为简单的正圆拟合（因为确定任意三点就可以确定一个圆）。

现实中，在图像处理中，检测左端点a和右端点b，找到线段ab的中点c，求线段ab经过中点c的垂线与轮廓的交点d检测到点后，通过求出上述的r和h来计算接触角。

如今，随着计算机计算能力的提高，检测轮廓点并计算近似圆的曲线拟合逐渐成为主流。