大学物理实验固体热膨胀系数测量 实验报告.doc

2011年__月__日 第周 星期__ __ 上午 □ 下午 □ 大学物理仿真实验报告 固体线膨胀系数的测量 院系名称：专业班级：姓名：学 号： 固体线膨胀系数的测量 一、实验目的 二、实验原理 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,则有 （1） （2）此式表明，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。一般情况下，固体的体胀系数为其线胀系数的3倍。 2．线胀系数的测量 在式（1）中△L是个极小的量，这样微小的长度变化，普通米尺、游标卡尺的精度是不够的，可采用千分尺、读数显微镜、光杠杆放大法、光学干涉法等。考虑到测量方便和测量精度，我们采用光杠杆法测量。光杠杆系统是由平面镜及底座，望远镜和米尺组成的。光杠杆放大原理如下图所示： 当金属杆伸长△L时，从望远镜中叉丝所对标尺刻度前后为b1、b2，这时有 （3） 带入（2）式得固体线膨胀系数为： 三、实验仪器 四、实验内容及步骤 1 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，且中央叉丝读数为0.0mm（抓图1） 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（抓图2） 5、单击卷尺，分别测量l、D，（抓图3） 6、以t为横轴，b为纵轴作b-t关系曲线，求直线斜率k （抓图4） 7、代入公式计算线膨胀系数值 =61.9*0.3763/(2*1885.0*519.0) =0.000012 五、实验数据记录与处理 六、思考题 1．对于一种材料来说，线胀系数是否一定是一个常数？为什么？ 2．你还能想出一种测微小长度的方法，从而测出线胀系数吗？ 3．引起测量误差的主要因素是什么？ XX大学