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光杠杆测量物体微小伸长量原理图
• 原理图
实验注意事项
• 1、实验系统调好后，一旦开始测量，在实 验过程中绝对不能对系统的任一部分进行 任何调整。否则，所有数据将重新再测. • 2、注意保护平面镜和望远镜，不能用手触 摸镜面. • 3、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.

L(t 2 t1 ) Lt1
实验方案
• 由于，故（10-4）可以近似写成 L • （10-5） L(t t ) • 显然，固体线胀系数的物理意义是当温度 变化1℃时，固体长度的相对变化值。在 （5）式中，L、t1、t2都比较容易测量， 但很小，一般长度仪器不易测准，本实验 中用光杠杆和望远镜标尺组来对其进行测 量。
实验数据记录
• • • • 1、数据测量记录： 单位：mm 光杆干平面镜到尺子的距离D= 88 cm 光杆干前后足尖的垂直距离= 55 mm 2、金属杆伸长记录
34 54 98 95 80 60 45 40
温度 23
ti / C
读数 .2.
di / mm
0
2.0 2.0 2.7 2.8 2.8 2.9 2.9 2.9 8 2 5 1 5 5 2 6
实验内容及步骤
• 4、记下初温t1后，给仪器通电加热，间隔10℃ 记录一次温度以及望远镜中标尺的相应读数。 • 5、停止加热。测出距离D。取下光杠杆放在白纸 上轻轻压出三个足尖痕迹，用铅笔通过前两足迹 联成一直线，再由后足迹引到此直线的垂线，用 标尺测出垂线的距离h。 • 6、用逐差法或线性拟合法计算出金属杆温度每升 高一摄氏度时金属杆的伸长量，代入（19-5）计 算金属杆的线胀系数，并计算出不确定度。
实验方案
• 设物体在t1℃时的长度为L，温度升到t2℃ 时增加了ΔL。根据（10-1）式可以写出 L L0 1 t • （10-2） L L L0 1 t2 （10-3） • • 从（10-2）、（10-3）式中消去L0后，再 经简单运算得 • （10-4） L
思考题
1 本实验并非绝热系统，对实验结果是否有 影响? 2 被测金属的端面和下支撑面若不平整对实 验结果会产生怎样的影响？ 3 用一组测量数据计算误差并分析哪个量对 实验结果的影响较大？
实验完毕，整理仪器
Hale Waihona Puke 实验内容及步骤• 1、在室温下，用米尺测量待测金属棒的长度L三 次，取平均值。然后将其插入仪器的大圆柱形筒 中。注意，棒的下端点要和基座紧密接触。 • 2、插入温度计，小心轻放，以免损坏。 • 3、将光杠杆放置到仪器平台上，其后脚尖踏到金 属棒顶端，前两脚尖踏入凹槽内。平面镜要调到 铅直方向。望远镜和标尺组要置于光杠杆前约1米 距离处，标尺调到垂直方向。调节望远镜的目镜， 使标尺的像最清晰并且与十字横线间无视差。记 下标尺的读数d1。
实验仪器
• • • • • • • • 固体线胀系数测定仪 待测金属棒 温度计 秒表 光杠杆 米尺 游标尺 尺读望远镜
实验原理
• 金属杆的长度一般是温度的函数，在常温 下，固体的长度L与温度t有如下关系： L L0 1 t • （10-1） 称为线 • 式中 L0 为固体在t＝0℃时的长度； 胀系数。其数值与材料性质有关，单位为 ℃－1。要测量线胀系数，需测量不同温度 下金属杆的长度。
固体线胀系数的测定
12级物汉 钱学娇 20121102831 指导老师：哈斯朝鲁
固体线胀系数的测定
一般情况下，物体当温度升高时，由于原子 或分子的热运动加剧，粒子间的平均距离 发生变化，温度越高，其平均距离也越大， 在宏观上体现出体积发生热膨胀。热膨胀 是物质的基本热学性质之一。物质的热膨 胀不仅与物质的种类有关，而且对于同种 物质温度不同时其膨胀系数也不相同。因 此，在生产、科研和生活中必须考虑物质 “热胀冷缩”的特性。测定其膨胀系数有 着重要的实际意义。
优其是对于固体而言，虽然固体的热膨 胀非常小，但是物体发生很小形变时却产 生很大的应力。通常测量固体线胀系数是 在某一温度范围内测量固体的微小深长量， 测量微小深长量的方法有光杠杆法、螺旋 测微法等，在这里介绍用光杠杆方法测量 金属的线胀系数。
实验目的
• 学习固体热膨胀的原理和实验测量方法； • 测量金属在一定温度范围内平均线膨胀系 数； • 掌握用光杠杆测量微小长度变化的原理和 方法。
注意事项
1．被测金属杆要调至铅直状态；本仪器使用时，应可靠接 地。 2．温度读数及标尺读数均须系统达到热平衡的稳定状态进 行。 3．初、终温度由、的指示值的平均值来确定。 4．实验装置调好后，在测量过程中不得移动任—部件。 5．该实验在测量读数时是在温度连续变化时进行，因此读 数时间必须快而准。 6．观测温度计读数时，可将温度计提起；看完后迅速放入。 7．调压旋钮顺时针方向为增大。