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PAGE1PAGE12011年_11月_4_日第_10周星期_五_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：信息科学与工程专业班级：电信1006姓名：和学号：201046831114固体线膨胀系数的测量一、实验目的1、知道分光计结构及使用方法，会调望远镜光轴垂直仪器；2、了解研究和测量热膨胀系数的意义及其应用。3、学习用光杠杆法测量微小长度变化，会测定金属棒的线胀系数；二、实验原理各种材料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。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，设物体加热后，物体伸长了,则有上式表明，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。体膨胀是材料在受热时体积的增加，即材料在三维方向上的增加。体膨胀系数定义为在压力不变的条件下，温度升高1K所引起的物体体积的相对变化，。一般情况下，固体的体胀系数为其线胀系数的3倍，本实验主要介绍固体线膨胀系数的测量方法。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，则线膨胀系数满足：即上式中△L是个极小的量，我们采用光杠杆测量。光杠杆法测量△L，如下图（见教材杨氏模量原理）当金属杆伸长时，从望远镜中可读出待测杆伸长前后叉丝所对标尺的读数b1、b2，这时有则固体线膨胀系数为：三、实验仪器尺读望远镜、米尺、固体线膨胀系数测定仪、铜棒、光杠杆、温度计。四、实验内容及步骤1、在实验界面单击右键选择“开始实验”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0.0mm4、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5、单击卷尺，分别测量l、Dt(℃)b(mm)100203.7307.54011.25015.160197022.58026.29030.16、以t为横轴，b为纵轴作b-t关系曲线，求直线斜率k五、实验数据记录与处理L(mm)571.1l(mm)71.8D(mm)1885．2b随t的变化表温度t℃102030405060708090伸长长度bmm03．77．511.215.11922.526.230.1由图知：K=0.376mm/°C得到固体线膨胀系数为1.25×10

-5六、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？答：不是；同种材料在不同的温度区域线胀系数不同，如某些合金，在金相组织发生变化的温度附近会出现线胀系数的突变。2．

你还能想出一种测微小长度的

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