文档介绍：固体线胀系数的测定
大学物理实验
吉林建筑工程学院城建学院
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各种材料的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。
【实验简介】
热胀冷缩
固体线胀系数的测定
大学物理实验
吉林建筑工程学院城建学院
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各种材料的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。
【实验简介】
热胀冷缩
工程结构的设计
应用 机械和仪器的制造
材料的加工
原因 物体内部分子热运动加剧或减弱
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【实验目的】
测定金属的线胀系数，并学****一种测量微小长度的方法。
【实验原理】
1．材料的线胀系数
材料的线膨胀是材料受热膨胀时，在一维方向上的伸长。
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在一定的温度范围内，固体受热后，其长度会增加，设物体原长为 L，由初温 t1 加热至末温 t2，物体伸长为
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。
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2．线胀系数的测量
线胀系数是选材的一项重要指标，不同材料的线胀系数是不同的，塑料的线胀系数最大，其次是金属、殷钢，石英的线胀系数很小，因此，殷钢、石英多被用在精密测量仪器中。
下表给出了几种材料的线胀系数。
钢
铁
铝
玻璃
陶瓷
殷钢
石英
10-5
10-5
10-5
10-6
10-6
10-6
10-7
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⊿L是一个微小变化量。以金属为例，若原长为 300mm，温度变化100℃，金属的线胀系数 约为10-5℃-1，可以估计出⊿L ≈。
考虑到测量方便和测量精度，本实验采用光杠杆法测量。
光杠杆系统是由平面镜及底座，望远镜和标尺组成的。
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（3）
由上图可知
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【实验仪器】
线胀系数测定仪、光杠杆、望远镜和标尺、数字温度计、钢卷尺、游标卡尺、待测铜管。
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【实验内容与步骤】
1．用钢卷尺测量（一次）待测铜管的原长L后，将其放入线胀系数测定仪的加热金属圆筒中；
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2．调节光杠杆的前后足尖的长度l，将光杠杆的后足尖置于待测铜管的上端，二前足尖置于固定台上的沟槽中，镜面竖直放置。
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3．在光杠杆前1~，调节望远镜及标尺架处于水平且与平面镜等高。
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4．调节望远镜及标尺架的位置和望远镜的仰角，沿望远镜轴线方向（借助望远镜上的准星）能通过镜面看到标尺（实际是看到标尺在镜后的成像）。
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5．调节目镜，看清十字叉丝，调节调焦手轮，看清标尺的像，并使像与十字叉丝之间无视差，即眼睛上下移动时，标尺与叉丝没有相对移动。
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6．当金属筒被加热后，待测铜管逐渐伸长，每间隔10℃记录一次望远镜叉丝横线所对标尺的数值，测量6到7个点。
1
2
3
4
5
6
7
t/℃
b/mm
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7．以t（℃）为横坐标，b（mm）为纵坐标，在坐标纸上作出t-b关系曲线，求直线斜率k。
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8．用米尺测量（一次）标尺到平面镜间的距离D。
D
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9．将光杠杆在白纸上轻轻压出三个足尖印痕，用游标卡尺测量（一次）其后足尖到两前足尖连线的距离l。
l
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10．计算铜管的线胀系数
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【实验结果】
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【实验报告的要求】
1．实验名称
2．实验仪器
3．实验目的
4．实验原理及所采用的实验方法
5．实验内容
6．原始数据
7．数据处理
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【注意事项】
，光杠杆及望远镜的整个系统（打开加热开关时一定要轻），稍有碰动实验得从头做起；
2. 禁止用手摸反射镜、望远镜的目镜及物镜镜面，实验结束后要用镜套把镜面套好；
3. 用望远镜读