仿真1(热涨系数测量)

1、仿真1（热涨系数测量） 本仿真实验通过电脑软件模拟测量金属的热涨系数，使同学们了解金属线胀系数的测量原理、仪器及调节使用方法、学会用图示法图解法计算热涨系数。本实验在桌面上的“大学物理仿真实验V2.0（第二部分）” 注意桌面上有两个图标，其中一个是“大学物理仿真实验V2.0”不要误入，如果误入必须退出后才能进入“V2.0第二部分”并且要注意鼠标不能多次双击，以免打开多个窗口，如果出现这种情况将会导致软件运行不正常。 跳过开头动画后可以看到选择实验的界面如下： 点击下一页进入第二页，选择固体热膨胀系数测量：进入固体热膨胀系数测量的界面 在这个界面把鼠标移到仪器（或者仪器部件）的位置上，可以显示相

2、应的名称在这个界面点击右键可以出现几个菜单此时可以看实验”简介”或者”实验原理”，也可以选择”开始实验进程”开始仿真实验 鼠标移到铜管（看黄色箭头）所处位置，点击左键后可进行铜管长度测量。 测量长度时，要注意分辨清楚厘米刻度线以及毫米刻度线，注意正确读数（大小和位数）接下来调节光杆杆与镜尺系统 鼠标左键点击光杆杆，然后调节光杆杆带的平面镜的角度（用鼠标左键和右键在子窗口中调节）。接下来调节望远镜 鼠标点击望远镜，选择“进行望远镜调节”这个选项，注意在光杆杆与镜尺系统调节好之前不要选择“打开望远镜视野”。在望远镜调节的窗口可以作相应的调节 鼠标移到左边“望远镜”窗口中望远镜的某个部件，就可以显示

3、该部件的名称，如果该部件可以调节，就可以按鼠标左键或右键进行调节。调节的结果反映在右边“望远镜视野”窗口中。调焦旋钮目镜固定旋钮底座 如果用左键和右键多次点击调焦旋钮望远镜视野都没有变化，说明光杆杆平面镜的角度不对，必须返回到实验初始界面调节平面镜角度后再调节望远镜。两种情况可以判断光杆杆平面镜角度已经调好。 一种是望远镜视野中出现刻度的像。 另一种是鼠标左右键交替点击调焦旋钮时候可以看到望远镜视野中灰度（亮暗）发生改变。 上面四张图中可以看到一根分界线，这根分界线是为了调节方便，由软件给出的标尺轮廓线，实际实验中是不存在的。模拟调焦时，如果平面镜角度已经调好，则可以看到轮廓线内的标尺像的变化

4、：以灰度变化表示。 如果平面镜角度没有正对望远镜（竖直），则无论如何调焦都看不到标尺的像，望远镜视野内只能看到昨起第二张图的情形（分界线左右没有亮暗区别） 注意：仿真软件启动后每第一次进入望远镜调节的状态是随机的，有时望远镜对准标尺正中的话只要平面镜角度调好就可以看到刻度的像，有时对准边上可以看到模拟的轮廓线，有时对准标尺的空白部位。后两种情况只能通过模拟调焦时视野中灰度是否改变来判断平面镜角度是否已经调节好。光杆杆平面镜角度调好后 首先调节底座 用鼠标左键或者右键点击底座，使望远镜视野对准标尺像中央刻度的位置，鼠标点击移动的幅度可以通过“移动步长”来设置。 注意平面镜角度未调好之前不能随意大

5、幅度调节底座，一旦望远镜角度偏移出标尺范围（软件启动时望远镜初始位置肯定对准标尺附近），则望远镜视野将不会出现任何物体，此时只能退出热涨系数仿真实验后重新进入。光杆杆平面镜角度调好后 接下来调节调焦旋钮使标尺像清晰 然后调节目镜使刻度有合适的放大倍数光杆杆平面镜角度调好后 最后调节固定旋钮（上下移动）使目镜中央水平叉丝对准“0”刻度附近（要求正负1cm以内，最好在正负3mm以内） 注意刻度的初始位置不同会影响接下来的读数值，但是不会影响热涨系数的最终计算结果。 上述四种调节可以重复进行直到调节满意为止，但是一旦开始加热，则不能对光杆杆与望远镜作任何调节光杆杆与镜尺系统调节完毕后 点击温度计打开

6、温度读数子窗口光杆杆与镜尺系统调节完毕后 鼠标左键点击望远镜，选择打开望远镜视野光杆杆与镜尺系统调节完毕后 鼠标左键点击电源或电位器，打开加热控制子窗口 加热测量时，建议以上三个窗口同时处于开启状态，加热完成前不要分心。如果有其它事情，必须关闭开关，停止加热，以免错过读数。加热及测量 把开关扳向右侧打开，并且调节电位器（加热功率）可以看到指示灯变亮，且温度开始上升。开关电位器指示灯加热及测量 当温度到达20.0摄氏度时，记下标尺读数。 为了便于读数，可以把开关暂时关闭，读数完毕再继续加热。加热及测量 每隔10.0摄氏度记录一个数据。直到90.0摄氏度为止。 注意测量完毕必须关闭开关，以免温度继续升高，造成事故（在仿真实验中必须养成良好习惯）加热测量完毕后 点击米尺测量光杆杆与镜尺系统的放大倍数测量光杆杆与镜尺系统 首先测量光杆杆臂长按下“b“按钮鼠标左键点击光杆杆测量平面镜到标尺距离 首先按下“D”按钮 然后测量平面镜位置 最后测量标尺位置 注意：平面镜位置和标尺位置测量前，先把鼠标移到相应位置左键点击并不再移动。处理数据 根据课本第一章第三节要求作图。 用图解法求出直线