篇一：固体热膨胀系数的测量实验报告
固体热膨胀系数的测量
班级： 姓名： 学号： 实验日期：
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、仪器及用具
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)
三、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
?L?L??L?t2?t1?（1） Lt 2 ?t 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：
带入（2）式得固体线膨胀系数为：
b2?b1?L
?2Dl
?L?
?b2?b1?l
2D
??
l?b2?b1?l
?k
2DLt2?t12DL
四、实验步骤及操作
1.单击登陆进入实验大厅 2.选择热力学试验单击
3.双击固体热膨胀系数的测量进入实验界面 4.在实验界面单击右键选择“开始实验” 5.调节平面镜至竖直状态
6.进行望远镜调节，调节方位、聚焦、目镜是的标尺刻线清晰，调节中丝读数为0.0mm,并打开望远镜视野
7.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
8.单击卷尺，分别测量l、D，
9．以t为横轴，b为纵轴作b-t关系曲线，求直线斜率。
10.代入公式计算线膨胀系数值。
由图得k=0.3724
五、实验数据记录与处理
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： 不是。因为同一材料在不同的温度区域，其线性系数是不同的，有实验结果的事实 可证明。
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： 目前想不到更好地方法。 3. 引起测量误差的主要因素是什么？
答：仪器的精准度，操作过程中的不可避免性的失误，温度变化的控制，铜棒受热不均匀等。
篇二：固体热膨胀系数的测量实验报告
大学物理仿真实验
院系名称： 专业班级： 姓 名： 学 号：
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ΔL?αL?t2?t1?
?? 了△L,则有: ?LLt2?t1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
b2?b1?L?b2?b1?l??L??2b1、b2，这时有 2DDl
??l?b2?b1?l?k2DLt2?t12DL
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。
5、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。
由图可知：k= 0.0378
6、代入公式计算线膨胀系数值。
l??k?1.09?10?5℃
2DL
-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。
篇三：热膨胀系数测定实验报告数据处理
由，得α（50-200C）o 其中n1=0.00224， L=72mm； 解得：α（50-200C）
33.33xo/C
oo相变起始温度T0=283C，
o相变终止温度T1=295C。