固体线胀系数实验报告.docx

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固体线胀系数实验报告
　 大学物理测验报告
　__ 材料与能源_____ 学院____ 能源与动力工程_______ 专业 ___1____ 班
　学号__
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　，那么可估算出 mm 50 . 0 L » D 。对于这么微小的长度变化量，用普遍量具如钢尺和游标卡尺无法举行精确测量，一般采用千分表法（分度值为 ），光杠杆法，光学干扰法等。
　本测验采用光杠杆法，整套测验装置由固体线胀系数测定仪，光杠杆和尺读望远镜等几片面组成，如图 1 所示。
　图 1 测定固体线胀系数的测验装置 光杠杆测微小长度变更量的原理：
　参照图 2，假定开头时光杠杆平面镜 M 的法线 on o 在水平位置，那么标尺 S 上的标度线 n o 发出的光通过平面镜 M 反射进入望远镜，在望远镜中形成 n o 的象而被查看到。当被测金属杆因加热伸长后，光杠杆的后尖脚 b 因金属杆上外观的升高而升高 L,带动 M 转过一角而至 M ，法线 ono 也转过同一角度至 oa
　。根据光的反射定律，从 n o 发出的光将反射至 n
　，且n o oa
　=noa
　= 。由光线的可逆性，从 n
　发出的光经平面镜反射后进入望远镜而被查看到。
　从图 2 可以看到：
　 图 2 光杠杆法测长度微小变化量原理图 bLtgD= a
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　 ，
　 DntgD= a 2 ，
　（on o =D）
　（n=∣n-n 0 ∣）。
　由于 a 很小，所以有：bL D= a
　， Dn D= a 2
　。消去 a ，得 nDbL D = D2
　。
　当望远镜标尺读数由0n 变为 n 时，被测金属杆长度的微小变化量为：
　Dn n bL20-= D
　（3）
　其中， b 为光杠杆常数，即光杠杆后足至两前足连线的垂直距离；D 为光杠杆镜面到标尺间的距离；0n 为温度0t 时望远镜中标尺读数； n 为温度 t 时望远镜中标尺读数（所谓标尺读数是盼望远镜水平叉丝在标尺像中的位置读数）。将式（3）代入式（2），得：
　( )0 002 t t DLn n b--= a
　 （4）
　本测验就是根据公式（4），通过长度和温度的测量，从而测定出金属棒的线 胀系数。
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　 测验操作
　 1． 将被测金属棒取出，用钢卷尺测量金属棒在室温下的长度 L0；将被测金 属棒逐渐放入加热管中，直到被测棒的底端接触毕竟面；调理温度计的锁紧螺钉，使温度计下端长度约为 150~200mm，然后提防放入被测金属棒的孔内。
　2． 仪器调整 1． 把光杠杆放在线胀系数测定仪平台上，要求：后足置于金属棒上外观， 两前足置于凹沟内；镜面与平台大致垂直。
　2． 调理尺读望远镜，步骤如下：
　①镜