物理仿真实验1-固体热膨胀系数的测量.ppt

投影,8 7 6 5 4 3 21,讲台,16 15 14 13 12 11 109,24 23 22 22 20 19 1817,32 31 30 29 28 27 2625,学生座次表（按学号）,门,窗,2,物理仿真实验,程仁志,河南工业大学理学院,2011年秋,3,物理仿真实验1固体热膨胀系数的测量,一、实验简介物质内部的分子都处于不停地运动中，而分子运动强弱的不同，造成绝大多数材料都表现出热胀冷缩的特性。人们在工程结构设计时，例如在房屋、铁路、桥梁、机械、仪器的制造以及材料焊接等行业中都必须考虑这一因素，否则将造成工程结构稳定性差、仪表失灵，严重的可造成毁损。热膨胀系数的测量在工程技术中是非常重要的，本实验的目的主要是测定金属棒的线胀系数，并学习一种测量微小长度的方法。,4,二、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,5,三、实验原理 固体的线膨胀系数和体膨胀系数是固体热学特性的重要参数，通常体膨胀系数是线膨胀系数的3倍左右，本实验主要介绍固体线膨胀系数的测量方法。线膨胀是指材料在受热膨胀时，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，则线膨胀系数满足：,即,上式中L是个极小的量，我们采用光杠杆测量。,6,光杠杆法测量L：如下图（见教材杨氏模量原理）,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,7,则固体线膨胀系数为：,四、实验步骤（参考示教版步骤）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（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10度时标尺读数直至温度升高到90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）7、代入公式计算线膨胀系数值,8,五、实验要求 1、独立完成仿真实验各步操作，并记录实验测量数据，用计算机软件作图求出b-t关系直线的斜率k，根据原理中的公式计算出固体线膨胀系数值；2、登陆课程邮箱：,密码：hautpe123456，参考教材讲义、实验课件及网络资料，按照邮件中附件“仿真实验报告模板”格式，独立完成本次实验报告电子版(Word版)。注意：报告中要有实验过程截图；3、下周上课前交纸介质实验报告（打印版）。注意：若有雷同报告，本次实验成绩无条件记为0分。,