固体热膨胀系数的测量实验报告_2.docVIP

PAGE 1 PAGE 4 大学物理仿真实验 院系名称： 信息科学与工程学院 专业班级： 电信1001 姓 名： 张振斌 学 号： 201046830217 2011年 10月 8日 实验项目名称：固体热膨胀系数的测量 一、实验目的 测定金属棒的线胀系数，并学习一种测量微小长度的方法。 二、实验原理 1． 材料的热膨胀系 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 加热至末温 ，物体伸长了△L,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α称为固体的线胀系数。 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 当金属杆伸长△L时，从望远镜中叉丝所对标尺刻度前后为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。 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0.0mm。 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。 单击卷尺，分别测量l、D。 (1) D的测量图： （2）l的测量图： （3）钢棒原长测量： 结果：l=6.19cm D=188.36cm L=57.00cm 以t为横轴，b为纵轴作b-t关系曲线，求直线斜率k。 t（℃） b（mm） 10 0.00 20 0.37 30 0.72 40 1.11 50 1.51 60 1.96 70 2.23 80 2.61 90 3.02 由图可知：k= 0.0378 代入公式计算线膨胀系数值。 ℃-1 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：一种材料在不同温度区段，其线胀系数是不同的，但在温度变化不大的范围内是一个 常数。 2． 你还能想出一种测微小长度的方法，从而测出线胀系数吗？ 答：还可以用光的干涉法。 3． 引起α测量误差的主要因素是什么？ 答：主要是△L的测量误差和计算误差。