固体热膨胀系数的测量实验报告

1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：2010468302172011年10月8日2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12ttαLΔL12ttLLlLDbb212DlbbL212kDLlttDLbbl2212123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0.0mm。4、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。45、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=6.19cmD=188.36cmL=57.00cm5以t为横轴，b为纵轴作b-t关系曲线，求直线斜率k。由图可知：k=0.03786、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。t（℃）b（mm）100.00200.37300.72401.11501.51601.96702.23802.61903.0251009.12kDLl