固體熱膨脹系數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告.doc

固體熱膨脹系數(shù)的測(cè)量班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 實(shí)驗(yàn)日期：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定金屬棒的線脹系數(shù)，并學(xué)習(xí)一種測(cè)量微小長(zhǎng)度的方法。二、儀器及用具熱膨脹系數(shù)測(cè)定儀(尺讀望遠(yuǎn)鏡、米尺、固體線膨脹系數(shù)測(cè)定儀、銅棒、光杠桿、溫度計(jì)等)三、實(shí)驗(yàn)原理1材料的熱膨脹系數(shù)線膨脹是材料在受熱膨脹時(shí)，在一維方向上的伸長(zhǎng)。在一定的溫度范圍內(nèi)，固體受熱后，其長(zhǎng)度都會(huì)增加，設(shè)物體原長(zhǎng)為L(zhǎng)，由初溫t1加熱至末溫t2，物體伸長(zhǎng)了 L,則有 （1） （2）此式表明，物體受熱后其伸長(zhǎng)量與溫度的增加量成正比，和原長(zhǎng)也成正比。比例系數(shù)稱為固體的線脹系數(shù)。一般情況下，固體的體脹系數(shù)為其線脹系數(shù)的3倍。2線脹系數(shù)的測(cè)量在式（1）中L是個(gè)極小的量，這樣微小的長(zhǎng)度變化，普通米尺、游標(biāo)卡尺的精度是不夠的，可采用千分尺、讀數(shù)顯微鏡、光杠桿放大法、光學(xué)干涉法等。考慮到測(cè)量方便和測(cè)量精度，我們采用光杠桿法測(cè)量。光杠桿系統(tǒng)是由平面鏡及底座，望遠(yuǎn)鏡和米尺組成的。光杠桿放大原理如下圖所示： 當(dāng)金屬桿伸長(zhǎng)L時(shí)，從望遠(yuǎn)鏡中叉絲所對(duì)標(biāo)尺刻度前后為b1、b2，這時(shí)有： 帶入（2）式得固體線膨脹系數(shù)為：四、實(shí)驗(yàn)步驟及操作1.單擊登陸進(jìn)入實(shí)驗(yàn)大廳2.選擇熱力學(xué)試驗(yàn)單擊3.雙擊固體熱膨脹系數(shù)的測(cè)量進(jìn)入實(shí)驗(yàn)界面4.在實(shí)驗(yàn)界面單擊右鍵選擇“開(kāi)始實(shí)驗(yàn)”5.調(diào)節(jié)平面鏡至豎直狀態(tài)6.進(jìn)行望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方位、聚焦、目鏡是的標(biāo)尺刻線清晰，調(diào)節(jié)中絲讀數(shù)為0.0mm,并打開(kāi)望遠(yuǎn)鏡視野7.單擊銅棒測(cè)量長(zhǎng)度，單擊溫度計(jì)顯示銅棒溫度，打開(kāi)電源加熱，記錄每升高10度時(shí)標(biāo)尺讀數(shù)直至溫度升高到90度止8.單擊卷尺，分別測(cè)量l、D，9以t為橫軸，b為縱軸作b-t關(guān)系曲線，求直線斜率。10.代入公式計(jì)算線膨脹系數(shù)值。由圖得k=0.3724五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理六、思考題1對(duì)于一種材料來(lái)說(shuō)，線脹系數(shù)是否一定是一個(gè)常數(shù)？為什么？ 答： 不是。因?yàn)橥徊牧显诓煌臏囟葏^(qū)域，其線性系數(shù)是不同的，有實(shí)驗(yàn)結(jié)果的事實(shí) 可證明。2你還能想出一種測(cè)微小長(zhǎng)度的方法，從而測(cè)出線脹系數(shù)嗎？ 答： 目前想不到更好地方法。3. 引起a測(cè)量誤差的主要因素是