文档介绍：膆金属线膨胀系数的测量羃摘要:本文针对金属线膨胀系数测定实验中存在的问题,提出了另外一种实验方法,简化了操作过程,提高了测量精度。实验的误差比常用的方法小得多,因此,本人希望能对此实验方法进行推广。芈关键词:线膨胀系数;激光管;望远镜罿Abstract:ThisarticlequestionwhichexistsinviewoftheJinShuxianexpansioncoefficientdeterminationexperimentin,proposedotheroneexperimentaltechnique,simplifiedtheoperatingprocess,,therefore,:Linearexpansioncoefficient;Lasertube;Telescope肃引言虿目前,测量金属的线膨胀系数主要是采用电热法和光杠杆法,实验仪器主要由望远镜、标尺、光杠杆、温度计、米尺和线膨胀系数测定仪组成。然而,用这种仪器进行测量会造成许多不便和产生不必要的误差。其主要原因是学生对望远镜使用不熟练,望远镜常常存在视差,造成测量数据不准确。:金属线膨胀系数的测定是大学物理中一个重要的学生实验,实验中用电热法来加热金属棒,而金属棒的微小伸长量用光杠杆和望远镜进行测量。但是,这种测定方法存在两种明显的不足,即望远镜调节困难和温度测量不准。2. 望远镜的不足:望远镜调节比较麻烦,它的调节还受室内光线的影响,光线太强或太弱都无法调节。其次,望远镜与光杠杆距离的远近要受到望远镜放大倍数的限制,而在读数过程中存在视差,这样就降低了测量的准确度。另外,望远镜成本较高而且容易损坏。3. 温度测量问题:现用的测定仪,把温度计插入金属管内,我们认为金属管的温度就等于温度计指示的温度。但是金属管与温度计之间有空气相隔,它们要靠空气传热,金属管温度要高于温度计温度。另一方面由于金属的比热小,金属管温度变化易受其它因素影响而出现不平稳的现象,这些都会影响到测量结果的准确度。本实验试着用另外一种方法(千分表法)去测量金属的线膨胀系数。莇绝大多数物质都具有“热胀冷缩”的特性,这是由于物体内部分子热运动加剧或减弱造成的。这个性质在工程结构的设计中,在机械和仪器的制造中,在材料的加工(如焊接)中,都应考虑到。否则,将影响结构的稳定性和仪表的精度。考虑失当,甚至会造成工程的损毁,仪表的失灵,以及加工焊接中的缺陷和失败等等。蚄实验目的肂学****测量金属线膨胀系数的一种方法。、YJ-RZ-4A数字智能化热学综合实验仪、蚇游标卡尺、千分表、待测金属杆(铜杆、铁杆)膂金属线膨胀系数测量的实验装置如图1所示蒁薇内有加热引线和温度传感器引线蒆接“上盘”节隔热板袂恒温腔艿千分表芅可调顶紧螺旋莂千分表固定螺钉罿图1螆YJ-RZ-4A数字智能化热学综合实验仪面板如图2所示肄蒂YJ-RZ-4A数字智能化热学综合实验仪荿℃,在一维方向的伸长。线胀系数是选用材料的一项重要指标。特别是研制新材料,少不了要对材料线胀系数做测定。蝿固体受热后其长度的增加称为线膨胀。经验表明,在一定的温度范围内,原长为L的物体,受热后其伸长量L与其温度的增加量T近似成正比,与原长L亦成正比,即螈L=(1)莆式中的比例系数称为固体的线膨胀系数(简称线胀系数)。大量实验表明,不同材料的线胀系数不同,塑料的线胀系数最大,金属次之,殷钢、熔凝石英的线胀系数很小。殷钢和石英的这一特性在精密测量仪器中有较多的应用。袁几种材料的线胀系数膀材料薀铜、铁、铝膅普通玻璃、陶瓷羁殷钢薁熔凝石英羈数量级/羄约10肁约10羂<210蚀约10羇实验还发现,同一材料在不同温度区域,其线胀系数不一定相同。某些合金,在金相组织发生变化的温度附近,同时会出现线胀量的突变。因此测定线胀系数也是了解材料特性的一种手段。但是,在温度变化不大的范围内,线胀系数仍可认为是一常量。膁设固体在温度T1(单位为℃)时的长度为L,温度升到T2(单位为℃)时,其长度增加△L,根据式(一),并整理可得到线胀系数肈=(2)***为测量线胀系数,我们将材料做成条状或杆状。由(1)式可知,测量出时杆长L(一般,杆在时的长度L可以近似等于杆在常温时的长度)、受热后温度达时的伸长量L和受热前后的温度及,则该材料在(,)温区的线胀系数为:螅===(3)膁其中