橡皮圈为什么具有这么好的弹性?

想一想:橡皮圈是常见的东西,既是用品,也是玩具。普通的东西,如果被拉长超过原有长度的1%,就不能再缩回原有的长度了。但橡皮圈被拉长7倍以上还能缩回,这优越的弹性是怎样形成的?它内部的分子是怎样结构的?

固体的弹性(elasticity),是由于原子间距离的变化而产生。例如一条钢线被拉时,内部的铁原子之间的距离就稍微增大,钢线的外观就伸长了。

当原子间的距离增大时,原子间就产生吸引力,这引力要使原子间的距离缩回原来的距离,这就是弹力的来由。如果原子间的距离被拉得太大时,就会滑进另一个稳定的位置,即使外力除去后,也不能再回复原位,也就是保留永久的变形。这个有限的距离变化,约为1%。换句话说,普通的固体,如果被拉长超过原有长度的1%,就不能再缩回原有的长度了。

橡皮圈能拉长7倍以上,这么好的弹性是怎样形成的呢?

橡皮内分子的形状

橡皮内分子的形状。(a)是受拉前;(b)是受拉后。

原来,橡皮圈的分子是一种链状或网状结构。当橡皮圈被拉长时,这些链形分子就由弯弯曲曲、乱作一团的形状变为较直的形状,故其长度产生很大的改变。当外力除去后,这些链形分子由于热振动而回复原有的弯曲形状。橡皮的弹力不是由于原子的吸引力产生,因为原子的距离如果增大几倍,其引力就弱到几近于零了。橡皮的弹力,是由于链形分子的热振动而产生。正如皮球的弹力是由于空气分子的热振动而产生一样。

相关物理概念

弹性(elasticity):物体受外力而产生形变,外力除去后能回复原状的性质。

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发布时间:2010-5-13 14:39:51  阅读次数:7429

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