Для определения плотности минералов можно изготовить гидростатические равноплечие весы по схеме рис. 9.
Рис. 9
На основании 1 закреплена стойка 14 с седлом 11. Посреди коромысла 8 вмонтирована призма 10, свободно располагающаяся в седле 11. На обоих концах коромысла на одинаковом расстоянии от середины прикреплены скобки 5, за которые через крючки 4 прицеплены: слева подвески 3 с чашкой 2, справа подвески 17 с чашкой 18. К чашке 18 прицеплены подвески 19 со второй чашкой 21. Упоры 9 не дают коромыслу совершать слишком большие колебания, создающие неудобство при работе, и предотвращают поперечные смешения коромысла. В оба конца коромысла вставлены две шпильки 6, на которые навертывают балансировочные грузики 7.
В стакан 20 наливают кипяченую и остывшую до комнатной температуры воду. Нижняя чашка 21 погружена в эту воду. Балансировочными грузиками 7 добиваемся равновесия. Три винтовых ножки 22 позволяют выставить основание 1 строго горизонтально.
Для взвешивания образцов необходим разновес — набор гирь, который можно приобрести в магазинах медоборудования. Разновес с самой большой гирей 50 грамм вполне достаточен.
Небольшое замечание: разновес должен содержаться в чистоте. Гирьки всегда надо брать пинцетом, имеющимся в комплекте разновеса.
Чистый сухой образец сначала кладем на правую верхнюю чашку 18. Взвесив и записав полученный результат, переносим образец на нижнюю чашку 21. При этом надо принять меры к полному удалению всех пузырьков воздуха, прилипших к образцу. Эти пузырьки могут внести большую погрешность в результат взвешивания. Некоторые источники рекомендуют прокипятить образец, особенно имеющий внутренние полости, для удаления воздушных пузырьков. Образец должен быть полностью покрыт водой. Получив второй результат, тоже запишем.
Для определения плотности из первого результата вычитаем второй. Затем число первого результата делим на разность. Частное от деления и есть искомая плотность образца минерала.
Например: масса сухого взвешивания 63,25 г. Масса при взвешивании в воде 40,25 г. Разность 63,25–40,25 = 23 г, 63,25: 23 = 2,75. Плотность образца 2,75 г/см3. Число 23 является объемом исследуемого образца в см3.
Изготовить весы человеку, у которого, руки растут от головы, а не от другой части тела, не составит особого труда. На рис. 10, 11 приведены чертежи этого нехитрого устройства для того, чтобы было с чего начинать. Это не догма, требующая неукоснительного выполнения. Каждый мастер-любитель волен подходить к решению задачи творчески, применительно к своим требованиям, условиям и возможностям. В предлагаемой конструкции можно изменить общие габариты, применить другие материалы, изменить конфигурацию деталей и т. п. Ниже приведена спецификация с краткими пояснениями некоторых особенностей.
Рис. 10
Рис. 11
1. Основание. Фанера толщиной 10–15 мм. В трех местах согласно чертежу вклеены эпоксидкой гайки М6 для регулировочных ножек 22. Готовое основание покрыть лаком.
2. Чашка. Алюминиевый или дюралевый лист толщиной 1–1,5 мм. Классическая вогнутая форма в данном случае необязательна.
3. Подвеска левой чашки. 3 шт. Толстая капроновая нить.
4. Крючок подвески. 2 шт. Проволока из канцелярской скрепки.
5. Скобка. 2 шт. То же самое.
6. Шпилька М2-М3. 2 шт.
7. Грузик балансировочный. 2 шт. Левый потребуется тяжелее правого.
8. Коромысло. Дюраль толщиной 4–5 мм.
9. Упор. 2 шт. Дюраль.
10. Призма. Сталь. Желательно закалить. Опорную кромку заполировать, чтобы трение при качании коромысла было минимальным. При сборке можно посадить на клей (эпоксидный или другой подходящий).
11. Седло опорное. При изготовлении надо строго выдержать угол 90° между осью стойки и опорной линией. Седло лучше всего выбрать на фрезерном станке. Заполировать.
12. Кронштейн. Дюраль. При установке фиксируют винтом М4.
13. Стрелка — указатель равновесия. На рис. 9 показана условно. Изготавливают из проволоки или из листового материала. Крепят к торцу призмы 10.