文档介绍：2011年_11月_4_日
第_10 周星期_五_
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大学物理仿真实验报告
固体线膨胀系数的测量
院系名称: 信息科学与工程
专业班级: 电信1006
姓名: 和
学号: 201046831114
固体线膨胀系数的测量
一、实验目的
1、知道分光计结构及使用方法,会调望远镜光轴垂直仪器;
2、了解研究和测量热膨胀系数的意义及其应用。
3、学****用光杠杆法测量微小长度变化,会测定金属棒的线胀系数;
二、实验原理
各种材料热胀冷缩的强弱是不同的,为了定量区分它们,人们找到了表征这种热胀冷缩特性的物理量,线胀系数和体胀系数。线膨胀是材料在受热膨胀时,在一维方向上的伸长。在一定的温度范围内,固体受热后,其长度都会增加,设物体加热后,物体伸长了,则有上式表明,物体受热后其伸长量与温度的增加量成正比,和原长也成正比。比例系数称为固体的线胀系数。体膨胀是材料在受热时体积的增加,即材料在三维方向上的增加。体膨胀系数定义为在压力不变的条件下,温度升高1K所引起的物体体积的相对变化,。一般情况下,固体的体胀系数为其线胀系数的3倍,本实验主要介绍固体线膨胀系数的测量方法。
线膨胀是材料在受热膨胀时,在一维方向上的伸长。在一定的温度范围内,固体受热后,其长度都会增加,设物体原长为L,由初温t1加热至末温t2,物体伸长了△L,则线膨胀系数满足:
即
上式中△L是个极小的量,我们采用光杠杆测量。
光杠杆法测量△L ,如下图(见教材杨氏模量原理)
当金属杆伸长时,从望远镜中可读出待测杆伸长前后叉丝所对标尺的读数b1、b2,这时有
则固体线膨胀系数为:
三、实验仪器
尺读望远镜、米尺、固体线膨胀系数测定仪、铜棒、光杠杆、温度计。
四、实验内容及步骤
1、在实验界面单击右键选择“开始实验”
2、调节平面镜至竖直状态
3、打开望远镜视野,并调节方位、聚焦、目镜使得标尺刻线清晰,

4、单击铜棒测量长度,单击温度计显示铜棒温度,打开电源加热,记录每升高10度时标尺读数直至温度升高到90度止
5、单击卷尺,分别测量l、D
t(℃)
b(mm)
10
0
20

30

40

50

60
19
70

80

90