仿真實驗報告-固體線膨脹系數(shù)的測量

PAGE1PAGE12011年_11月_4_日第_10周星期_五_上午□下午□ 大學(xué)物理仿真實驗報告固體線膨脹系數(shù)的測量院系名稱：信息科學(xué)與工程專業(yè)班級：電信1006姓名：和學(xué)號：201046831114固體線膨脹系數(shù)的測量一、實驗?zāi)康?、知道分光計結(jié)構(gòu)及使用方法，會調(diào)望遠鏡光軸垂直儀器；2、了解研究和測量熱膨脹系數(shù)的意義及其應(yīng)用。3、學(xué)習(xí)用光杠桿法測量微小長度變化，會測定金屬棒的線脹系數(shù)；二、實驗原理各種材料熱脹冷縮的強弱是不同的，為了定量區(qū)分它們，人們找到了表征這種熱脹冷縮特性的物理量，線脹系數(shù)和體脹系數(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)物體加熱后，物體伸長了,則有上式表明，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)。體膨脹是材料在受熱時體積的增加，即材料在三維方向上的增加。體膨脹系數(shù)定義為在壓力不變的條件下，溫度升高1K所引起的物體體積的相對變化，。一般情況下，固體的體脹系數(shù)為其線脹系數(shù)的3倍，本實驗主要介紹固體線膨脹系數(shù)的測量方法。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，則線膨脹系數(shù)滿足：即上式中△L是個極小的量，我們采用光杠桿測量。光杠桿法測量△L，如下圖（見教材楊氏模量原理）當(dāng)金屬桿伸長時，從望遠鏡中可讀出待測桿伸長前后叉絲所對標尺的讀數(shù)b1、b2，這時有則固體線膨脹系數(shù)為：三、實驗儀器尺讀望遠鏡、米尺、固體線膨脹系數(shù)測定儀、銅棒、光杠桿、溫度計。四、實驗內(nèi)容及步驟1、在實驗界面單擊右鍵選擇“開始實驗”2、調(diào)節(jié)平面鏡至豎直狀態(tài)3、打開望遠鏡視野，并調(diào)節(jié)方位、聚焦、目鏡使得標尺刻線清晰，且中央叉絲讀數(shù)為0.0mm4、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度時標尺讀數(shù)直至溫度升高到90度止5、單擊卷尺，分別測量l、Dt(℃)b(mm)100203.7307.54011.25015.160197022.58026.29030.16、以t為橫軸，b為縱軸作b-t關(guān)系曲線，求直線斜率k五、實驗數(shù)據(jù)記錄與處理L(mm)571.1l(mm)71.8D(mm)1885．2b隨t的變化表溫度t℃102030405060708090伸長長度bmm03．77．511.215.11922.526.230.1由圖知：K=0.376mm/°C得到固體線膨脹系數(shù)為1.25×10

-5六、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；同種材料在不同的溫度區(qū)域線脹系數(shù)不同，如某些合金，在金相組織發(fā)生變化的溫度附近會出現(xiàn)線脹系數(shù)的突變。2．

你還能想出一種測微小長度的