金属线胀系数的测定

金属线胀系数的测定第一页，共十四页，2022年，8月28日固体的线胀系数固体的热胀冷缩是由于构成物质的原子或离子之间振动的平均平衡位置随温度变化而发生变化造成的。对于绝大多数固体材料，其线度是随着温度的升高而增加的，固体的线度随着温度的升高（或降低）而变化的现象称为线胀第二页，共十四页，2022年，8月28日实验原理固体的长度通常随着温度的升高而增加，其长度和温度之间的关系为常温下

第三页，共十四页，2022年，8月28日

实验时将待测金属棒直立在金属线胀系数测定仪的金属筒中，将光杠杆的后足尖置于金属棒的上端，二前足置于固定台上。设在温度时，通过望远镜和光杠杆平面镜，看见直尺上的刻度a0刚好在望远镜中叉丝横线(或交点)处，当温度升高至时，直尺上刻度a1移至叉丝横线上，根据光杠杆原理可得式中d为光杠杆后足尖到二前足尖连线的垂直距离，D为光杠杆镜面到直尺的距离。将式代入式中，则第四页，共十四页，2022年，8月28日利用光杠杆原理测温度变化引起长度的微小变化

第五页，共十四页，2022年，8月28日光杠杆原理第六页，共十四页，2022年，8月28日望远镜中看清标尺读数（1）镜外找像（2）镜内找像1、调节目镜，看清十字叉丝2、调节物镜，看清标尺读数（3）消除视差第七页，共十四页，2022年，8月28日实验内容

1.用米尺测量出金属棒长度后，将其插入线胀系定仪的金属筒。

2.将光杠杆放在仪器的平台上，后足尖放在金属棒的顶端，保持光杠杆的镜面铅直。在光杠杆前处放置望远镜及直尺，同样保持直尺在铅直方向。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。

3.读出望远镜叉丝横线或交点在直尺上的位置a0。第八页，共十四页，2022年，8月28日4.记下初温t0后，给仪器通电加热，随着金属筒内温度的升高，金属棒将迅速伸长，待温度计的读数稳定后，从望远镜中读出叉丝横线所对应的刻度值a1，并记下此刻的温度t1。

5.停止加热。测出直尺到光杠杆镜面的距离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d。第九页，共十四页，2022年，8月28日1、实验开始前，一定要先测量室温下金属棒的原长和放入线膨胀仪后室温下标尺的读数，千万不可急于升温，否则将不易补测。2、在测量过程中，要注意保持光杠杆及望远镜位置的稳定。3、测量光杠杆后足尖到二前足尖联线的垂直距离d时，要轻轻在纸上压一下，以免移位带来测量误差。注意事项第十页，共十四页，2022年，8月28日GXZ-2a数显金属线涨系数测定仪使用说明1.加热时间由预置温度和初始温度决定初始温度越低，预置温度也越低，这样才能更好地控制温度上升幅度。如室温（初始温度250C)，预设温度260C就可升到很高约40多度。因为虽温度已达26度时已停止加热，但加热器上的热量继续向样品加热，所以样品继续升温到加热器温度和样品温度一致，即达到热平衡，此时温度相对稳定，之后温度降低，所以只有到温度达到最大值时读数才准确。第十一页，共十四页，2022年，8月28日2.温升速度调节粗略估计顺时针到底13分钟，逆时针到底35分钟。GXZ-2a数显金属线涨系数测定仪使用说明第十二页，共十四页，2022年，8月28日3.仪器使用（1）仪器通电后，指示灯亮起。首先显示“2201”然后进入温度设定状态。按压“功能键”，即进入温度上限设定状态。显示“H”，闪亮位为当前修改位，可按“预置”键对该位的数值进行修改。修改完毕后，按“功能”键进行下一位值修改。“H”为上限指示，“L”为下限指示。建议“L”下限置数0000C或小于室温。GXZ-2a数显金属线涨系数测定仪使用说明第十三页，共十四页，2022年，8月28日（2）当设定系统完毕后，按压工作键，工作指示灯亮，进入实测工作状态。当温度达到预置温度时不再加热，但温度并不停止上升，每隔几秒就变化一次，直到温度变化间隔10秒以上要特别注意，这是温度就可能到最高点（温度不变可达30秒左右），当温度达到最高时可认为