《大学物理实验》课程教学资源（操作指导）线胀系数

测定固体的线胀系数实验目的：1．了解、学习测量固体线胀系数的方法。2．掌握调整光杠杆和望远镜的基本要领。3.学习逐差法处理数据。实验仪器：固体线胀系数测试仪（加热炉、光杠杆组件）、卷尺、水银温度计。实验原理及原理图：（见教材P46）实验内容及步骤：1.测量、记录室温t。及杆长1。（铜棒在室温下的长度已标出，勿抽出铜棒及温度计）。2.用卷尺测出光杠杆前、后足长度b，光杠杆前足应放在平台的凹槽内，后足尖端立于被测杆顶端，并使前后足在一水平面上。平面镜法线大致与望远镜同轴，且平行水平底座，标尺垂直竖于望远镜旁。3.粗调光杠杆系统的光路。望远镜筒上端有一准星，先用眼睛从望远镜准星方向看到光杠杆反射镜中标尺的像，此时应仔细调节光杠杆平面镜法线使其大致与望远镜同轴并平行于水平底座。4.细调望远镜：①先调节自镜看清义丝。②调节焦距，使标尺成像清晰。调节时动作要轻缓，切勿用力过猛而损坏仪器。光杠杆系统一经调好，实验仪器的状态不能有任何变动了，甚至不能使工作台受压。5.测量t，及n，值。温度每升高（降低）5℃记录温度1值及标尺读数值n，。6.用卷尺测量标尺到光杠杆反射镜面间距离D。注意：1.调节光杠杆，动作要轻缓和，勿用手触摸光学镜头，光杠杆系统一经调好，实验仪器的状态不能有任何变动了，甚至不能使工作台受压。2.测量时不应使温度计升高过快，尽量做到温度的读数与标尺的读数同步，测量的最高温度不宜超过70℃

测定固体的线胀系数 实验目的： 1. 了解、学习测量固体线胀系数的方法。 2. 掌握调整光杠杆和望远镜的基本要领。 3. 学习逐差法处理数据。 实验仪器： 固体线胀系数测试仪（加热炉、光杠杆组件）、卷尺、水银温度计。 实验原理及原理图：（见教材P46） 实验内容及步骤： 1.测量、记录室温 及杆长 （铜棒在室温下的长度已标出，勿抽出铜棒及温度计）。 0t 0l 2.用卷尺测出光杠杆前、后足长度 b，光杠杆前足应放在平台的凹槽内，后足尖端立于 被测杆顶端，并使前后足在一水平面上。平面镜法线大致与望远镜同轴，且平行水平 底座，标尺垂直竖于望远镜旁。 3.粗调光杠杆系统的光路。望远镜筒上端有一准星，先用眼睛从望远镜准星方向看到光 杠杆反射镜中标尺的像，此时应仔细调节光杠杆平面镜法线使其大致与望远镜同轴并 平行于水平底座。 4.细调望远镜：①先调节目镜看清叉丝。②调节焦距，使标尺成像清晰。调节时动作要 轻缓，切勿用力过猛而损坏仪器。光杠杆系统一经调好，实验仪器的状态不能有任何 变动了，甚至不能使工作台受压。 5.测量ti 及 ni 值。温度每升高（降低）5℃记录温度ti 值及标尺读数值 。i n 6.用卷尺测量标尺到光杠杆反射镜面间距离 D。 注意： 1.调节光杠杆，动作要轻缓和，勿用手触摸光学镜头，光杠杆系统一经调好，实验仪 器的状态不能有任何变动了，甚至不能使工作台受压。 2.测量时不应使温度计升高过快，尽量做到温度的读数与标尺的读数同步，测量的最 高温度不宜超过 70℃

数据记录：室温：to=D=: b=线胀仪编号：室温下的杆长：1。=:温度℃标数温度℃平均值尺读读数差标尺读数n(mm)n(mm)D,(mm)(mm)升升降降平均平均D,=n-nD.值nz值nn2nnn40.055.045.060.050.065.0数据处理：1.用逐差法得到读数差Dn，平均值Dn。2.线胀系数的测定：n,- n,ba=2DL(t2- t)）（要求写出公式，带入测量原始数据，计算结果有效数位正确，单位正确）3.标尺读数值的不确定度：(Sn)+(Dm)2D (Dn)4.相对不确定度：万DaDLy2Dn-ny+DbDDy+U,=-DbL.-4an-n5.不确定度Da=a u,（保留一位）6.结果表达：a=aaDa100% U,=a（α的位数与Da取齐，U,≥1%保留两位，U<1%保留一位）7.思考题与心得体会

数据记录： 线胀仪编号： 室温： = ；室温下的杆长： = ； D= ；b＝ 0t 0l 温度℃ 标尺读数 1 n mm ( ) 温度℃ 标尺读数 2 n mm ( ) 读数差 ( ) Dn mm 平均值 ( ) mm 升 ' 1 n 降 '' 1 n 平 均 值 1 n 升 ' 2 n 降 '' 2 n 平 均 值 2 n n 2 1 D= - n n Dn 40.0 55.0 45.0 60.0 50.0 65.0 数据处理： 1.用逐差法得到读数差 ，平均值 Dn Dn。 2.线胀系数的测定： 2 1 02 1 2 ( n nb DL t t a - = - ) （要求写出公式，带入测量原始数据，计算结果有效数位正确， 单位正确） 3.标尺读数值的不确定度： 2 2 ( ) ()( nnn S D = +D DDD 仪） 4.相对不确定度： 2 2 1 22 22 2 1 2 1 2 1 ( ) ( )()( )() r n n bDL t t U n n b D L tt a a D D D - D D 轾犏D - == + + + + - 犏臌 - 5.不确定度 Ur D=  a a （保留一位） 6.结果表达： Ur 100% aa a a a = 盌 D =  ìï ï í ï ïî （a 的位数与 取齐， Da Ur ≥1% 保留两位，Ur ＜1% 保留一位） 7.思考题与心得体会