固體熱膨脹系數(shù)的測量實驗報告.doc

固體熱膨脹系數(shù)的測量班級： 姓名： 學(xué)號： 實驗日期：一、實驗?zāi)康臏y定金屬棒的線脹系數(shù)，并學(xué)習(xí)一種測量微小長度的方法。二、儀器及用具熱膨脹系數(shù)測定儀(尺讀望遠(yuǎn)鏡、米尺、固體線膨脹系數(shù)測定儀、銅棒、光杠桿、溫度計等)三、實驗原理1材料的熱膨脹系數(shù)線膨脹是材料在受熱膨脹時，在一維方向上的伸長。在一定的溫度范圍內(nèi)，固體受熱后，其長度都會增加，設(shè)物體原長為L，由初溫t1加熱至末溫t2，物體伸長了 L,則有 （1） （2）此式表明，物體受熱后其伸長量與溫度的增加量成正比，和原長也成正比。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)的測量在式（1）中L是個極小的量，這樣微小的長度變化，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?？紤]到測量方便和測量精度，我們采用光杠桿法測量。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L時，從望遠(yuǎn)鏡中叉絲所對標(biāo)尺刻度前后為b1、b2，這時有： 帶入（2）式得固體線膨脹系數(shù)為：四、實驗步驟及操作1.單擊登陸進(jìn)入實驗大廳2.選擇熱力學(xué)試驗單擊3.雙擊固體熱膨脹系數(shù)的測量進(jìn)入實驗界面4.在實驗界面單擊右鍵選擇“開始實驗”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,并打開望遠(yuǎn)鏡視野7.單擊銅棒測量長度，單擊溫度計顯示銅棒溫度，打開電源加熱，記錄每升高10度時標(biāo)尺讀數(shù)直至溫度升高到90度止8.單擊卷尺，分別測量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.代入公式計算線膨脹系數(shù)值。由圖得k=0.3724五、實驗數(shù)據(jù)記錄與處理六、思考題1對于一種材料來說，線脹系數(shù)是否一定是一個常數(shù)？為什么？ 答： 不是。因為同一材料在不同的溫度區(qū)域，其線性系數(shù)是不同的，有實驗結(jié)果的事實 可證明。2你還能想出一種測微小長度的方法，從而測出線脹系數(shù)嗎？ 答： 目前想不到更好地方法。3. 引起a測量誤差的主要因素是