实验19金属线胀系数的测定-大学物理实验

金属线胀系数的测定大学物理实验实验目的1.了解固体膨胀遵循的规律；2.掌握光杠杆测量微小变化量的原理；2.用控温式固体线胀系数测定仪测量铜管的线胀系数；实验仪器控温式固体线胀系数测定仪如右图;光杠杆;尺读望远镜;钢卷尺;游标卡尺.实验原理当固体温度升高时,分子间的平均距离增大.由于热膨胀而发生长度变化的现象叫做固体的线膨胀.固体长度变化的大小取决于温度改变的大小、材料的种类和材料原来的长度。固体长度一般随温度的升高而增加，长度和温度之间的关系为：l0为t=0℃时固体的长度；α、β——与物质有关的系数常温下，取l=l0(1+αt)；α——线胀系数201ttll根据上述分析,我们得到如下关系式:其中温度的变化量为△t时,固体的伸长量为△l且很小.tll0光杠杆测量微小长度原理其中光杠杆的放大倍数为2D/b.如果D=1500mm,b=50mm,则2D/b=60.由此可见光杠杆的放大倍数是十分可观的.光杠杆测量微小长度原理其中光杠杆的放大倍数为2D/b.如果D=1500mm,b=50mm,则2D/b=60.由此可见光杠杆的放大倍数是十分可观的.实验内容及要点1.清楚本实验原理,分析本实验的可能误差,确定实验详细操作步骤及减少误差的措施;2.测定室温t1及铜管长度3.调节光杆与尺读望远镜系统确定N0；a.平面镜成像原理；b.光杠杠的原理；c.望远镜工作原理；（视场小）d.确定平面镜3足的位置,确定调节方法及步骤；e.调节标尺及望远镜,观察到清晰标尺的像；4.设置铜管加热的高温点t2（通常在100摄氏度）；5.利用在铜管加热过程中的时间测D；6.在铜管温度达到t2瞬间，记录N；7.测光杠杆d；8.以上述数据列表；9.计算α；10.根据α的测量值与标准值求百分误差；实验注意事项1.粗调节望远镜标尺装置,使之与光杠杆等高,可采取估望远镜镜身描准的方法,再调节光杠杆镜面垂直,使望远镜镜身和标尺在平面镜子中的虚像在一条直线上.2.望远镜目镜使能清晰看到十字叉丝.再调节物镜,并适当移动标尺系统,直到清晰看到标尺像,并使之处于视场中部,保证望远镜系统无视差.3.在测量过程中,要注意保持光杠杆及望远镜位置的稳定.4.将光杠杆在白纸上轻轻压出三个足尖痕，用游标卡尺测其后足尖到二前足尖联线的垂直距离b.