大学物理仿真实验报告 固体线膨胀系数的测量 院系名称： 专业班级： 姓 名： 学 号： 2 0 1 1 年_ _ 月_ _ 日 第 周 星期_ _ _ _ 上午 □ 下午 □ XX 大学 固体线膨胀系数的测量 一、实验目的 1 .通过实验环境模拟培养动手能力、学习实验能力、深化物理知识 2 .利用仿真实验方法测定金属棒的线胀系数 二、实验原理 1．材料的热膨胀系数 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t1加热至末温t2，物体伸长了△L,则有 12ttLL （1 ） （2 ）此式表明，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。比例系数称为固体的线胀系数。一般情况下，固体的体胀系数为其线胀系数的3倍。 2 ．线胀系数的测量 在式（1）中△L是个极小的量，这样微小的长度变化，普通米尺、游标卡尺的精度是不够的，可采用千分尺、读数显微镜、光杠杆放大法、光学干涉法等。考虑到测量方便和测量精度，我们采用光杠杆法测量。光杠杆系统是由平面镜及底座，望远镜和米尺组成的。光杠杆放大原理如下图所示： 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 （3 ） 带入（2 ）式得固体线膨胀系数为： 三、实验仪器 热膨胀系数测定仪(尺读望远镜、米尺、固体线膨胀系数测定仪、铜棒、光杠杆、温度计等) 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 0.0m m （抓图 1） 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 1 0 度时标尺读数直至温度升高到 9 0 度止（抓图 2 ） 5 、单击卷尺，分别测量 l、D，（抓图 3 ） 6 、以t为横轴，b 为纵轴作b-t关系曲线，求直线斜率k （抓图4 ） t(℃)b(mm)100203.4307.24011.15014.96018.57022.18026.19029.9 7 、代入公式计算线膨胀系数值 =61.9*0.3763/(2*1885.0*519.0) =0.000012 五、实验数据记录与处理 t(℃) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 b(m m ) 0.0 3.4 7.2 11.1 14.9 18.5 22.1 26.1 29.9 L(m m ) 519．0 l(m m ) 61.9 D(m m ) 1885.0 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：不一定，因...
