文档介绍：金属线胀系数的测定
陕西师范大学
物理实验教学示范中心
【实验目的】
学习用光杠杆法测量金属棒的线胀系数。
控温式固体线胀系数测定仪、
光杠杆、读数望远镜
【实验仪器】
光杠杆
蒸汽发生器
望远镜尺组
加热装置
光杠杆
直标尺
望远镜
温度计
GXZ型金属系数测定仪
固体的长度通常随着温度的升高而增加,其长度和温度之间的关系为
★线胀系数
常温下
【实验原理】
★光杠杆原理示意图
T:望远镜;M:光杠杆(反光镜);P:标尺;C:有孔圆柱体;m,c:金属杆受热膨胀后的光杠杆和圆柱体;
a:光杠杆长度;D:光杠杆距标尺距离.
实验时将待测金属棒直立在金属线胀系数测定
仪的金属筒中,将光杠杆的后足尖置于金属棒
的上端,二前足置于固定台上。
★光杠杆法测量微小长度
设在温度时,通过望远镜和光杠杆平面镜
看见直尺上的刻度a1刚好在望远镜中叉丝横线
(或交点)处,当温度升高至时,直尺上刻
度a2移至叉丝横线上,根据光杠杆原理可得
★望远镜中看清标尺读数
(1)镜外找像
(2)镜内找像
1、调节目镜,看清十字叉丝
2、调节物镜,看清标尺读数
(3)消除视差
1. 用米尺测量出金属棒长度后,将其插入线胀系
数测定仪的金属筒内,棒的下端要和基座紧密接触,
上端露出筒外。
2. 安装温度计。
3. 将光杠杆放在仪器的平台上,后足尖放在金属
棒的顶端,保持光杠杆的镜面铅直。在光杠杆前
~,同样保持直尺在
铅直方向。调节望远镜看到直尺的像,要仔细调
节以消除叉丝与直尺像之间的视差。
读出望远镜叉丝横线或交点在直尺上的位置a1。
【实验内容】
,给蒸汽锅炉加热。蒸汽进入
金属筒后,随着金属筒内温度的升高,金属棒将迅速
伸长,待温度计的读数稳定几分钟后,从望远镜中读
出叉丝横线所对应的刻度值a2,并记下此刻的温度t2。
,测出直尺到光杠杆镜面的距离D,取
下光杠杆及温度计。
,用
游标卡尺测出后足尖到二前足尖连线的垂直距离d。
,用冷水冷却金属筒之后安装另一
根金属棒重复以上的测量。
8. 求金属的线胀系数,并求出测量结果标准不确定度。