實(shí)驗(yàn)十四 金屬線漲spa

1、實(shí)驗(yàn)十四 金屬線漲系數(shù)的測定一 實(shí) 驗(yàn) 目 的學(xué)習(xí)利用光杠桿測量金屬棒的線脹系數(shù)。二 儀 器 和 用 具線脹系數(shù)測定裝置，光杠桿，尺度望遠(yuǎn)鏡，溫度計(jì)，鋼卷尺，待測金屬棒。三 實(shí) 驗(yàn) 原 理固體的長度一般隨溫度的升高而增加，其長度和溫度t之間的關(guān)系為 （1）圖1 金屬線脹系數(shù)測量裝置式中為溫度時(shí)的長度，a、ß、是和被測物質(zhì)有關(guān)的，常溫下可以忽略，則式（1）可寫成 （2）此處就是通常所稱的線脹系數(shù)，單位是。設(shè)物體在溫度時(shí)的長度為L，溫度升到時(shí)，其長度增加，根據(jù)式（2），可得 ，由此二式相比消去，整理后得出 （3）由于和相比甚小，所以式（3）可近似寫成 （4）測量線脹系數(shù)的主要問題，是怎樣

2、測準(zhǔn)溫度變化引起長度的微小變化。本實(shí)驗(yàn)是利用光杠桿測量微小長度的變化。實(shí)驗(yàn)時(shí)將待測金屬棒直立在線脹系數(shù)測定儀的金屬筒中（圖1），將光杠桿的后足尖置于金屬棒的上端，二前足尖置于固定的臺上。設(shè)在溫度時(shí)，通過望遠(yuǎn)鏡和光杠桿的平面鏡，看見直尺上的刻度剛好在望遠(yuǎn)鏡中叉絲橫線（或交點(diǎn)）處，當(dāng)溫度升至?xí)r，直尺上刻度移至叉絲橫線上，則根據(jù)光杠桿原理（參閱實(shí)驗(yàn)八），可得 （5） 式是D為光杠桿鏡面到直尺的距離，z為光杠桿后足尖到二前足尖聯(lián)線的垂直距離。將式（5）代入式（4），則 （6）四 實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容1 用米尺測量金屬棒長之后，將其插入線脹系數(shù)測定儀的金屬筒中，棒的下端要和基座緊密相接，上端露出筒外。2 安裝

3、溫度計(jì)（插溫度計(jì)時(shí)要小心，切勿碰撞，以防損壞。）3 將光杠桿放在儀器平臺上，其后足尖放在金屬棒的頂端上光杠桿的鏡面在鉛直方向。在光杠桿前1.52.0m處放置望遠(yuǎn)鏡及直尺（尺在鉛直方向）。調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡，看到平面鏡中直尺的象（仔細(xì)聚焦以消除叉絲與直尺的象之間的視差）。讀出叉絲橫線（或交點(diǎn)）在直尺上的位置。4 記下初溫后，給蒸汽鍋加熱。蒸汽進(jìn)入金屬筒中后，金屬棒迅速伸長，待溫度計(jì)的數(shù)值穩(wěn)定幾分鐘不變后，讀出叉絲橫線所對直尺的數(shù)值并記下溫度。5 停止加熱。測出直尺到平面鏡鏡面間距離D。取下光杠桿及溫度計(jì)。6 將光杠桿在白紙上輕輕壓出三個(gè)足尖痕，用游標(biāo)卡尺測其后足尖到二前足尖聯(lián)線的垂直距離z。7 取出金屬棒，用冷水冷卻金屬筒之后安裝另一根金屬棒重復(fù)經(jīng)上的測量。8 按式（31-6）求出二金屬的線脹系數(shù)，并求出測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差。注意事項(xiàng) 1。線脹系數(shù)測定裝置上的金屬筒不要固定緊，否則金屬筒受熱膨脹將引起整個(gè)儀器變形，產(chǎn)生較大的誤差。2在測量過程中，要注意保持光杠桿及望遠(yuǎn)鏡位置的穩(wěn)定。3溫度計(jì)的讀數(shù)、要在進(jìn)行系統(tǒng)誤差修正后，方可代入公式去計(jì)算a，修正公式為 式中t為測量時(shí)讀數(shù)，為溫度計(jì)在冰點(diǎn)時(shí)讀數(shù)，a為溫度計(jì)刻度的實(shí)際值。t為溫度計(jì)讀數(shù)t時(shí)的實(shí)際溫度值。各溫度計(jì)的和a值已由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師測出標(biāo)在儀器卡片上。五 回 答 問 題1 設(shè)計(jì)一種測量的方案。2 將一線脹