大学物理线胀系数实验报告

大学物理金属线膨胀系数测量实验报告

实验（七）项目名称：金属线膨胀系数测量实验一、实验目的1、学习测量金属线膨胀系数的一种方法。

2、学会使用千分表。

二、实验原理材料的线膨胀是材料受热膨胀时，在一维方向的伸长。

线胀系数是选用材料的一项重要指标。

特别是研制新材料，少不了要对材料线胀系数做测定。

固体受热后其长度的增加称为线膨胀。

经验表明，在一定的温度范围内，原长为L 的物体，受热后其伸长量L ∆与其温度的增加量t ∆近似成正比，与原长L 亦成正比，即：t L L ∆••α=∆ （1）式中的比例系数α称为固体的线膨胀系数（简称线胀系数）。

大量实验表明，不同材料的线胀系数不同，塑料的线胀系数最大，金属次之，殷钢、熔融石英的线胀系数很小。

殷钢和石英的这一特性在精密测量仪器中有较多的应用。

实验还发现，同一材料在不同温度区域，其线胀系数不一定相同。

某些合金，在金相组织发生变化的温度附近，同时会出现线胀量的突变。

另外还发现线膨胀系数与材料纯度有关，某些材料掺杂后，线膨胀系数变化很大。

因此测定线胀系数也是了解材料特性的一种手段。

但是，在温度变化不大的范围内，线胀系数仍可认为是一常量。

为测量线胀系数，我们将材料做成条状或杆状。

由（1）式可知，测量出时杆长L 、受热后温度从1t 升高到2t 时的伸长量L ∆和受热前后的温度升高量t ∆(12t t t -=∆)，则该材料在) , (21t t 温度区域的线胀系数为：)t L (L ∆•∆=α（2）其物理意义是固体材料在)t , t (21温度区域内，温度每升高一度时材料的相对伸长量，其单位为1)C (-。

测量线胀系数的主要问题是如何测伸长量L ∆。

我们先粗估算一下L ∆的大小，若mm 250L =,温度变化C 100t t 012≈-，金属的α数量级为105)C (10--⨯，则估算出mm 25.0t L L ≈∆••α=∆。

对于这么微小的伸长量，用普通量具如钢尺或游标卡尺是测不准的。

可采用千分表（分度值为mm 001.0）、读数显微镜、光杠杆放大法、光学干涉法等方法。

大学物理线性膨胀系数实验报告

二、在温度升高时，一般固体由于原子的热运动加剧而发生膨胀
三、在温度变化不大时，是一个常数，
最后得出的一系列数需要做现行拟合
实验内容及步骤
1、接通电加热器的电源，和连接好导线
2、旋转千分表使刻度调成零度，并固定拧紧
3、接通温控仪的电源设定需加热的值，一直按住知道显示80℃为止松下，按确认键开始测试
4、记录实验需要测定的多少温度对应的千分表的数值，并记录
40.0
0.051
0.262
0.157
45.0
0.075
0.311
0.193
50.0
0.098
0.360
0.229
55.0
0.130
0.401
0.266
60.0
0.174
0.427
0.301
65.0
0.221
0.438
0.330
70.0
0.296
0.439
0.368
75.0
0.409
0.417
0.413
5、计算平均值，并记录下来
6、最后做出温度与长度的线性拟合
实验数据记录（注意：单位、有效数字、列表）
θ/℃
Li/mm(升温)
Li/mm(降温)
平均值/mm
20.0
0.004
0.020
0.012
25.0
0.010
0.080
0.045
30.0
0.020
0.144
0.082
35.0
0.032
0.203
0.118
即三在温度变化不大时是一个常数最后得出的一系列数需要做现行拟合实验内容及步骤接通温控仪的电源设定需加热的值一直按住知道显示80为止松下按确认键开始测试最后做出温度与长度的线性拟合实验数据记录注意

大学物理仿真实验报告--固体线膨胀系数的测量

固体线膨胀系数的测量一、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t 1加热至末温t 2，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。

光杠杆法测量△L ：如下图（见教材杨氏模量原理）1.当金属杆伸长△L 时，从望远镜中叉丝所对标尺刻度前后为b 1、b 2，这时有即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”()12t t L L -=∆αlLDbb ∆=-212()Dlb bL 212-=∆()12t t L L-∆=α()()kDLl t t DL b b l 221212=--=α2、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0.0mm4、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、D6、以t 为横轴，b 为纵轴作b -t 关系曲线，求直线斜率k7、代入公式计算线膨胀系数值有图得K =0.3724=1.206x10-5 /C五、实验数据记录与处理六、思考题()()k DLl t t DL b b l 221212=--=α1．对于一种材料来说，线胀系数是否一定是一个常数？为什么？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？目前想不到更好地方法。

测量金属线胀系数实验报告

测量金属线胀系数实验报告一、实验目的1、学会使用千分表测量微小长度的变化。

2、掌握测量金属线胀系数的原理和方法。

3、进一步熟悉物理实验中的数据处理和误差分析。

二、实验原理固体受热时会发生膨胀，其长度的增加量与温度的升高量成正比。

对于金属材料，其线胀系数通常在一定的温度范围内是一个常数。

设某一固体在温度为＄t_0$ 时的长度为＄L_0$，当温度升高到＄t$ 时，其长度变为＄L$，则长度的增加量＄＼Delta L ＝ L L_0$。

实验表明，在温度变化不大的范围内，固体的伸长量＄＼Delta L$ 与温度的升高量＄＼Delta t ＝ t t_0$ 成正比，即：＄＼Delta L ＝＼alpha L_0 ＼Delta t$其中，＄＼alpha$ 为固体的线胀系数。

将上式变形可得：＄＼alpha ＝＼frac{＼Delta L}｛L_0 ＼Delta t}＄在实验中，我们通过测量温度升高前后金属杆的长度变化以及相应的温度变化，就可以计算出金属的线胀系数。

三、实验仪器1、线胀系数测定仪由加热装置、金属杆、千分表等组成。

加热装置用于升高金属杆的温度，金属杆为实验的研究对象，千分表用于测量金属杆的长度变化。

2、温度计测量金属杆的温度。

3、游标卡尺测量金属杆的初始长度。

四、实验步骤1、用游标卡尺测量金属杆的初始长度＄L_0$，在不同位置测量多次，取平均值以减小误差。

2、将金属杆安装在线胀系数测定仪上，调整千分表的位置，使其测量触头与金属杆接触良好，并记下千分表的初始读数。

3、接通加热装置的电源，缓慢升高金属杆的温度，每隔一定的温度间隔（如 10℃），记录一次千分表的读数和温度计的示数。

4、当温度升高到一定值后（如 80℃），停止加热，继续记录千分表和温度计的读数，直至温度稳定。

5、关闭电源，让金属杆自然冷却，再次记录千分表和温度计的读数。

五、实验数据记录与处理1、实验数据记录｜温度（℃）｜千分表读数（mm）｜｜｜｜｜ 20 ｜ 0125 ｜｜ 30 ｜ 0150 ｜｜ 40 ｜ 0175 ｜｜ 50 ｜ 0200 ｜｜ 60 ｜ 0225 ｜｜ 70 ｜ 0250 ｜｜ 80 ｜ 0275 ｜2、数据处理计算金属杆在不同温度下的伸长量＄＼Delta L$：＄＼Delta L ＝ L L_0$，其中＄L$ 为对应温度下千分表的读数。

线胀系数实验报告

线胀系数实验报告线胀系数实验报告一、实验简介线胀系数实验是通过对不同材料的热膨胀系数进行定量测量，以了解材料在不同温度下的热膨胀性能。

本次实验使用的是线胀系数测量仪，通过对标准样品的测量，找到合适的公式计算材料的线胀系数。

二、实验原理热膨胀系数（线胀系数）是指在一定温度范围内，物体长度、宽度、厚度等尺寸变化与温度变化的比率关系。

简单地说，就是物体长度增加或缩短的相对比例。

在实验中，测量样品材料的长度变化，通过计算得出材料的线胀系数。

三、实验步骤1.准备实验所需材料和设备，如线胀系数测量仪、毛细计、温度计等。

2.熟悉线胀系数测量仪的使用方法，通过对标准样品的测量，找到合适的公式，以计算材料的线胀系数。

3.选择样品，将其放置在仪器的样品架上，确保样品能够平稳地伸缩。

4.开启线胀系数测量仪，设置温度范围，并逐步升高温度。

5.在每个温度点上等待一段时间（通常为5-10分钟），直到样品的温度与环境温度达到平衡，然后开始进行测量。

6.记录实验数据，包括样品的长度、温度、环境温度等信息。

每个温度点上测量3次，取平均值。

7.完成所有温度点的测量后，根据公式计算材料的线胀系数。

四、实验结果本次实验选用了铝合金材料进行测试，结果如下表所示：温度（℃）长度变化（cm）线胀系数（1/℃）20 0.00 --40 0.0015 2.55e-560 0.0029 2.95e-580 0.0045 3.23e-5100 0.0060 3.33e-5120 0.0074 3.53e-5根据测量结果，可以得出铝合金材料的线胀系数为3.2e-5/℃左右。

五、实验总结通过本次实验，我们了解了线胀系数的概念、测量方法以及影响其大小的因素，同时也掌握了线胀系数测量仪的操作和数据处理方法。

该实验不仅让我们增加了对材料热膨胀性能的了解，更重要的是让我们掌握了实验的基本操作和数据处理方法，提升了我们的实验技能。

线胀系数实验报告(一)

线胀系数实验报告(一)线胀系数实验报告实验目的研究材料在温度变化情况下的线胀系数，探究材料的热膨胀特性及应用。

实验器材和材料•样品：任意均质材料，如铜、铁等。

•温度计：高精度数字温度计。

•测微计：用于测量样品线胀后的长度变化。

•热源：炉子或火炬等任意带有恒温控制功能的热源。

•其他实验器材：夹子、支架等。

实验步骤1.准备样品：将样品制成一条长约25cm，直径约为1cm的棒状样品。

2.测量样品长度：用测微计测量样品长度，并记录下值。

3.将样品固定：将样品夹住，并用支架固定住。

4.加热样品：将样品放在热源附近，使其加温。

5.重复测量样品长度：当样品温度稳定时，用测微计再次测量样品长度，并记录下值。

6.计算线胀系数：用实验前后的长度差除以原始长度，即得到线胀系数。

实验注意事项•实验中加热温度不宜过高，以防止样品过于膨胀而破裂。

•样品应均匀加热，以获取准确的实验结果。

•实验应在相同环境条件下进行，以确保实验结果的可比性。

以下为某铜样品的实验数据：初始长度（cm）终止长度（cm）长度差（cm）温度差（℃）线胀系数25.01 25.54 0.53 50 0.00212 实验结论根据上述数据，我们得出了样品在50℃下的线胀系数为0.00212。

实验结果表明，材料在温度变化情况下会伴随着长度的变化，这是材料的热膨胀特性。

线胀系数可以用于预测材料在不同温度下的长度变化情况，这对于一些应用场合具有重要的意义。

实验误差分析实验误差是不可避免的，下面对实验误差进行分析：•仪器误差：实验中使用的测微计和温度计等仪器存在一定的误差，会对实验结果造成一定的影响。

•热源影响：实验过程中可能出现热源不均匀或温度不稳定等影响因素，这会对实验结果造成一定误差。

•样品本身质量误差：样品的材质、制造工艺等因素都会对实验结果产生影响。

•实验条件的影响：实验中的环境因素、实验人员等因素都会对实验结果造成一定的影响。

实验改进方案为了减小实验误差，我们可以采取以下改进方案：•提高仪器精度：选用更高精度的测量仪器，以减小测量误差。

测定金属丝的线膨胀系数实验报告

测定金属丝的线膨胀系数实验报告一、实验目的1、掌握用光杠杆法测量金属丝的线膨胀系数。

2、学会使用千分尺和游标卡尺等测量工具。

3、加深对热膨胀现象的理解和认识。

二、实验原理当温度升高时，金属丝会由于原子的热运动加剧而伸长。

线膨胀系数是描述材料在温度变化时长度相对变化的物理量。

设金属丝在温度为＄t_1$ 时的长度为＄L_1$，温度升高到＄t_2$ 时的长度为＄L_2$，则线膨胀系数＄＼alpha$ 定义为：＼＼alpha ＝＼frac{L_2 L_1}｛L_1(t_2 t_1)｝＼在本实验中，我们采用光杠杆法测量金属丝的微小伸长量＄＼Delta L$。

光杠杆的原理是通过放大微小长度变化来实现测量。

三、实验仪器1、线膨胀系数测定仪2、光杠杆3、望远镜及标尺4、温度计5、千分尺6、游标卡尺7、加热装置四、实验步骤1、用游标卡尺测量金属丝的长度＄L$，在不同位置测量多次，取平均值。

2、用千分尺测量金属丝的直径＄d$，在不同位置测量多次，取平均值。

3、将金属丝安装在实验装置上，调整光杠杆、望远镜和标尺的位置，使三者在同一直线上。

4、接通加热装置，开始加热金属丝，同时记录温度计的示数。

5、当温度升高到一定值时，停止加热，读取望远镜中标尺的读数＄n_1$。

6、等待金属丝冷却至室温，再次读取望远镜中标尺的读数＄n_2$。

7、根据光杠杆原理计算金属丝的伸长量＄＼Delta L$。

五、数据记录与处理1、金属丝长度＄L$ 的测量数据（单位：mm）｜测量次数｜ 1 ｜ 2 ｜ 3 ｜ 4 ｜ 5 ｜平均值｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜测量值｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜2、金属丝直径＄d$ 的测量数据（单位：mm）｜测量次数｜ 1 ｜ 2 ｜ 3 ｜ 4 ｜ 5 ｜平均值｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜测量值｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜3、温度和标尺读数｜温度（℃）｜室温｜加热终止温度｜标尺读数（mm）｜初始读数＄n_1$ ｜终止读数＄n_2$ ｜｜｜｜｜｜｜｜｜测量值｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜4、计算金属丝的伸长量＄＼Delta L$根据光杠杆原理，有：＼＼Delta L ＝＼frac{b(n_2 n_1)｝｛D}＼其中，＄b$ 为光杠杆前后脚的距离，＄D$ 为望远镜到标尺的距离。

线膨胀系数实验报告

专业：应用物理题目：线膨胀系数实验目的1、测量金属的线膨胀系数。

2、学习PID 调节的原理。

实验仪器金属线膨胀实验仪，ZKY-PID 温控实验仪，千分表实验原理线膨胀系数设在温度为t0 时固体的长度为L0，在温度为t1 时固体的长度为L1。

实验指出，当温度变化范围不大时，固体的伸长量△L= L1－L0 与温度变化量△t= t1－t0 及固体的长度L0 成正比，即：△L=αL0△t式中的比例系数α称为固体的线膨胀系数，由上式知：α=△L/L0•1/△t可以将α理解为当温度升高1△时，固体增加的长度与原长度之比。

多数金属的线膨胀系数在(0.8—2.5)×10-5/△之间。

线膨胀系数是与温度有关的物理量。

当△t 很小时，测得的α称为固体在温度为t0 时的微分线膨胀系数。

当△t 是一个不太大的变化区间时，我们近似认为α是不变的，测得的α称为固体在t0—t1 温度范围内的线膨胀系数。

在L0 已知的情况下，固体线膨胀系数的测量实际归结为温度变化量△t 与相应的长度变化量△L 的测量，由于α数值较小，在△t 不大的情况下，△L 也很小，因此准确地控制t、测量t 及△L 是保证测量成功的关键。

实验步骤1.设定从室温到60℃之间8 个温度点。

2.将第1 次温度达到平衡时的温度及千分表读数分别作为T0，l0。

3.温度的设定值每次提高ΔT，温度在新的设定值达到平衡后，记录当前温度T 及千分表读数于表中。

4.重复上述操作8次。

960.20.4845 39.9 0.3293L L T ∆=∆α0C /10)004.0644.1(5-⨯±=α分析与讨论通过查阅常用金属物理性能得，Cu 的线膨胀系数为C/101.65-5⨯=α，与实验测量值相对误差%36.0=η，误差很小，若排除测量仪器的问题，该误差可能来源于计算时对T0时铜管长度作了近似处理，由于无法直接准确测得铜管长度，同时长度又远大于伸长率，故此处将T0时长度近似为50cm 。

金属线胀系数的测量实验报告

金属线胀系数的测量实验报告一、实验目的1、学会使用千分表测量金属杆的微小长度变化。

2、掌握用光杠杆法测量金属线胀系数的原理和方法。

3、加深对热膨胀现象的理解，培养实验操作和数据处理能力。

二、实验原理当固体温度升高时，由于分子的热运动加剧，固体的长度会发生微小的增加。

这种现象称为线膨胀。

对于一根长度为 L₀的金属杆，在温度升高ΔT 时，其伸长量ΔL 与原长 L₀、温度变化量ΔT 以及金属的线胀系数α 之间的关系为：ΔL ＝αL₀ΔT线胀系数α 是表征材料热膨胀特性的物理量，单位为 1/℃。

本实验采用光杠杆法测量金属杆的微小伸长量。

光杠杆是一个带有可旋转平面镜的三脚支架，其原理是利用光的反射将微小长度变化进行放大。

三、实验仪器1、加热装置（包括温控仪）2、金属杆及支架3、光杠杆及望远镜尺组4、千分表5、米尺四、实验步骤1、调节光杠杆和望远镜尺组将光杠杆的平面镜放在平台上，使平面镜与金属杆平行，且平面镜的前足尖位于金属杆的固定端，后足尖位于活动端。

调整望远镜尺组，使其与光杠杆平面镜等高，且望远镜的光轴与平面镜垂直。

通过望远镜能清晰地看到标尺的像。

2、测量金属杆的初始长度 L₀用米尺测量金属杆在室温下的长度，测量多次取平均值。

3、安装千分表将千分表安装在金属杆的活动端，使其测量杆与金属杆垂直，并预压一定的量，记录千分表的初始读数。

4、开始加热并测量打开加热装置，设置合适的升温速率和目标温度。

每隔一定的温度间隔，读取千分表和望远镜中标尺的读数。

5、数据记录将测量得到的温度、千分表读数和望远镜标尺读数记录在表格中。

五、数据处理1、计算金属杆的伸长量根据千分表的读数变化计算金属杆的微小伸长量ΔL₁。

利用光杠杆原理，通过望远镜标尺读数的变化计算金属杆的伸长量ΔL₂。

光杠杆原理公式：ΔL₂＝（b ／D) × Δn其中，b 为光杠杆后足尖到两前足尖连线的垂直距离，D 为光杠杆平面镜到望远镜标尺的距离，Δn 为望远镜标尺读数的变化量。

大学物理线胀系数实验报告

大学物理实验报告
课程名称：大学物理实验
实验名称：金属线胀系数的测定
二、实验原理：
一般固体的体积或长度，随温度的升高而膨胀，这就是固体的热膨胀。

设物体的温度改变△t 时，其长度改变量为△L ,如果△t 足够小，则△t 与△L 成正比，并且也与物体原长 L 成正比，因此有
△L =aL△t
上式中比例系数称为固体的线膨胀系数，其物理意义是温度每升高 1℃时物体的伸长量与它在 0℃时长度之比。

设在温度为 0℃时，固体的长度为 L0 ,当温度升高为t ℃时，其长度为 Lt ，则有
(Lt -L0 ) / L0 =at ，即 Lt =L0 (1+at)。

如果金属杆在温度为t1 ，t2 时，其长度分别为 L1 ， L2 ，则可写出
L1 =L0 (1+at1 ) （3）
L2 =L0 (1+at2 ) (4)
将式（3）代入式（4），又因 L1 与 L2 非常接近，所以 L2 / L1 ≈ 1,于是可得到如下结果：
a=（L2-L1）/L1/(t2-t1),
由上式，测得 L1 ， L2 ，t1 和t2 ，就可求得a值。

2.坐标法：
aL=k=斜率=0.0075。

线胀系数预实验报告

线胀系数预实验报告1. 引言线胀系数是物体在温度变化时线膨胀的度量，它是工程设计与施工中重要的考虑因素之一。

线胀系数实验旨在测量不同材料在不同温度下的线胀系数，以便在实际工程中能够选择合适的材料进行使用。

本实验旨在通过预试验来对不同材料的线胀系数进行初步测量。

2. 实验目的- 理解和掌握线胀系数的概念和计算方法；- 了解不同材料的线胀系数在不同温度下的变化规律；- 掌握线胀系数实验的基本操作和数据处理方法。

3. 实验原理线胀系数的计算公式为：ΔL = α* L * ΔT，其中ΔL为长度变化量，α为线胀系数，L为原始长度，ΔT为温度变化量。

本实验使用传统的测量方法，通过直尺测量不同材料在不同温度下的长度变化量，然后根据公式计算出线胀系数。

4. 实验仪器和试样- 仪器：温度计、直尺；- 试样：选取钢材、铜材和铝材各一根作为试样。

5. 实验步骤1. 将试样分别置于恒定温度的环境中，记录环境温度T1；2. 使用直尺测量试样的长度L1；3. 将试样从环境中取出，迅速测量试样的温度T2和长度L2；4. 计算温度变化量ΔT = T2 - T1，长度变化量ΔL = L2 - L1；5. 根据线胀系数公式计算线胀系数α= ΔL / (L * ΔT)。

6. 数据处理根据实验步骤得到的数据，可以计算出不同材料在不同温度下的线胀系数。

通过绘制线胀系数随温度变化的曲线图，可以分析不同材料的线胀规律。

7. 结果与讨论经过实验测量和数据处理，我们得到了不同材料在不同温度下的线胀系数。

通过绘制曲线图，我们发现钢材的线胀系数相对较大，铜材次之，铝材最小。

这与材料的热膨胀性质相符合。

同时，我们还观察到线胀系数随温度变化的规律。

在温度较低时，线胀系数随温度的增加呈现出线性增长趋势；当温度较高时，线胀系数的增长趋势逐渐减缓，甚至趋于平缓。

这与热力学理论相一致，温度越高，材料分子的热运动越剧烈，导致线胀系数增长速度减缓。

8. 实验结论通过线胀系数预试验，我们初步测量了不同材料在不同温度下的线胀系数，并通过曲线图观察到了不同材料的线胀规律。

线膨胀系数实验报告

线膨胀系数实验报告概述：线膨胀系数是描述物质热胀冷缩特性的重要参数，其能够反映物质在温度变化下体积的变化情况，具有广泛的应用价值。

本实验以某材料的线膨胀系数测试为研究对象，通过设计合理的实验方案和仪器设备，对材料在不同温度下的线膨胀系数进行了测量和分析。

实验目的：1. 通过实验方法测量某材料的线膨胀系数；2. 研究材料在不同温度下的线膨胀规律；3. 探究材料线膨胀系数与温度变化的关系。

实验原理：线膨胀系数是一个反映物质热胀冷缩特性的物理量，通常表示为α。

当物体的温度发生变化时，其体积也会随之改变。

线膨胀系数α的定义为单位温度变化引起的单位长度变化，可以表示为:α = (1/L) * (dL/dT)其中，L是材料长度，dT是温度变化，dL是对应温度变化时材料长度的变化。

实验材料和设备：实验材料：某材料样品；实验设备：恒温水槽、数显卡尺、温度计、玻璃量筒。

实验步骤：1. 准备工作：将某材料样品平整存放于室温下，避免与其他材料表面接触。

2. 实验装置搭建：将恒温水槽准备好，并将温度计放置于水槽中心位置。

3. 测量实验样品的初始长度：使用数显卡尺对实验样品进行测量，并记录下初始长度L0。

4.调节水槽温度：将水槽中的水温控制在初始温度，0°C左右。

5. 将实验样品置于水槽中：将样品小心放置在水槽中，并确保其完全浸入水中。

6. 水温升高：逐渐升高水温，每隔一段时间记录一次水温，并保持温度变化速率适中。

7. 线膨胀测量：随着水温升高，使用数显卡尺对实验样品长度进行测量，并记录下不同温度下的长度L。

8. 实验结束：达到目标温度后，停止水温调节，将实验样品取出并清洗，实验完成。

实验结果：根据实验步骤记录的数据，我们得到了在不同温度下实验样品的长度变化情况。

通过计算得到实验样品的线膨胀系数α，并建立与温度变化之间的关系。

实验结果显示，随着温度的升高，实验材料的长度也呈现出增加的趋势，且增长速率逐渐加快。

实验误差分析：在实际实验中，由于外界环境因素和仪器设备的限制，可能会导致实验结果存在一定误差。

物理金属线膨胀系数测量实验报告

物理金属线膨胀系数测量实验报告一、实验目的1、掌握用光杠杆法测量金属线膨胀系数的原理和方法。

2、学会使用千分尺、游标卡尺等长度测量工具。

3、加深对热膨胀现象的理解，培养实验操作能力和数据处理能力。

二、实验原理当固体温度升高时，由于原子的热运动加剧，固体的长度会增加，这种现象称为线膨胀。

对于长度为 L₀的均匀固体，在温度升高ΔT 时，其伸长量ΔL 与原长 L₀、温度变化量ΔT 以及线膨胀系数α 之间的关系为：ΔL ＝ L₀αΔT线膨胀系数α 是表征材料热膨胀特性的物理量，单位通常为 1/℃。

本实验采用光杠杆法测量金属的线膨胀系数。

光杠杆是一个附有反射镜的三脚架，其前脚固定在待测金属杆的一端，后脚放置在一个可调节的平台上，镜子与金属杆平行。

当金属杆受热伸长时，通过光杠杆将微小的长度变化放大为反射光在标尺上的较大位移。

设光杠杆的前脚到后脚的距离为 b，反射镜到标尺的距离为 D，金属杆的伸长量为ΔL，反射光在标尺上的位移为Δn，则有：ΔL ＝（b/2D)Δn将其代入ΔL ＝ L₀αΔT 中，可得：α ＝2DΔn ／（L₀bΔT)三、实验仪器1、线膨胀系数测定仪：包括加热装置、待测金属杆、光杠杆、温度计等。

2、千分尺：用于测量金属杆的直径。

3、游标卡尺：测量光杠杆前后脚的距离 b。

4、米尺：测量反射镜到标尺的距离 D 和金属杆的原长 L₀。

5、望远镜和标尺：用于读取反射光在标尺上的位移Δn。

四、实验步骤1、用米尺测量金属杆的原长 L₀和反射镜到标尺的距离 D，多次测量取平均值，减小误差。

2、用游标卡尺测量光杠杆前后脚的距离 b，同样多次测量取平均值。

3、用千分尺在金属杆的不同位置测量其直径，测量多次并计算平均值。

4、将光杠杆的前脚固定在金属杆的一端，调节光杠杆的后脚，使镜子与金属杆平行，并使望远镜中的标尺像清晰。

5、接通加热装置电源，开始加热金属杆。

同时观察温度计的示数，每隔一定温度（如 10℃）记录一次望远镜中标尺的读数。

线胀系数实验报告[五篇模版]

线胀系数实验报告[五篇模版]第一篇：线胀系数实验报告实验报告一、实验目的：1、学会用千分尺测量金属杆长度的微小变化。

2.测量金属杆的线膨胀系数二、实验原理：热膨胀原理：当温度升高时，金属杆的长度会发生变化，这种变化可用线胀系数来衡量。

当温度变化不大时可用平均线胀系数来描述。

即式中热传导和热平衡原理：温度总是从高温往低温传递，因此只要存在温差就会有热传导在进行，那么就不会处在平衡的状态。

从观察方法来看，当温度不变时就表明系统处于热平衡的状态。

只有在平衡状态下测出的温度和刻度才能相对应。

动态平衡：指温度在某一个小范围内波动（一般不超过0.5 度加热器的结构温度探头是放在样品（铜管）的空腔中的，因此温度探头不能及时测到样品的温度，必须等到样品和空腔中的空气达到热平衡状态时温度计测出的温度才是样品的真实温度三、实验仪器：控温式固体线胀系数测定仪（型号GXC-S）、光杠杆、尺读望远镜、游标卡尺。

四、实验内容和步骤：1L3两脚尖踏入凹槽内。

平面镜要调到铅直方向。

望远镜和标尺组要置于光杠杆前约 1 米距差。

记下标尺的读数 d4、记下初始t 10℃记录一次温度 t以及望远镜中标尺的相应读数5、停止加热。

测出距离D。

取下光杠杆放在白纸上轻轻压出三个尺测出垂线的距离 h。

6、用逐差法或线性拟合法计算出金属杆温度每升高一摄氏度时金属杆的伸长量 L19-5五、实验数据与处理：实验所得实验数据经过计算如下图第二篇：固体线胀系数实验报告大学物理实验报告__ 材料与能源_____ 学院____ 能源与动力工程_______ 专业___1____ 班学号__3119006001__ 姓名___ 黄智向___（合作者__________）实验日期_2020.7.15_____实验室_________ 室考勤情况操作情况数据处理线上实验固体线胀系数的测定实验报告说明1、认真做好实验内容预习方能进行实验2、携带实验报告册进入实验室，将原始数据记录在实验报告册数据表格中3、请课后规范、完整地完成实验报告，并及时提交实验报告实验目的1．学会一种测定金属线胀系数的方法。

线胀系数测定实验报告

线胀系数测定实验报告线胀系数测定实验报告引言材料的线胀系数是指材料在温度变化时，单位温度变化下单位长度的变化量。

线胀系数的测定对于工程设计和材料选择具有重要意义。

本实验旨在通过测定不同材料的线胀系数，探究材料在温度变化下的性质变化规律。

实验原理材料的线胀系数可以通过线胀系数的定义公式得到：α = (ΔL / L) / ΔT其中，α为线胀系数，ΔL为材料长度的变化量，L为材料的初始长度，ΔT为温度的变化量。

实验装置和材料本实验所需的装置和材料有：恒温水槽、温度计、测微卡尺、不同材料的试样。

实验步骤1. 准备不同材料的试样，确保其初始长度L相等。

2. 将试样放入恒温水槽中，使其温度与水槽内的温度达到平衡。

3. 测量试样的初始长度L，并记录下来。

4. 调整恒温水槽的温度，使其温度升高或降低ΔT。

5. 在试样温度变化后，再次测量试样的长度，并记录下来。

6. 根据测得的数据，计算出试样的线胀系数α。

实验结果通过实验测得的数据，我们得到了不同材料的线胀系数α的数值。

以下是实验结果的一部分：材料 | 线胀系数α (10^-6/℃)-----------------------铝 | 23.5钢 | 11.2铜 | 16.8实验讨论通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 不同材料的线胀系数不同，这是由于材料的组成和结构不同所导致的。

2. 铝的线胀系数较大，说明在温度变化下，铝材料的长度变化较为明显。

3. 钢的线胀系数较小，说明在温度变化下，钢材料的长度变化相对较小。

4. 铜的线胀系数介于铝和钢之间，说明铜材料在温度变化下的长度变化处于中等水平。

结论通过本实验的线胀系数测定，我们得到了不同材料的线胀系数，并通过分析得出了相应的结论。

线胀系数的测定对于工程设计和材料选择具有重要意义，能够帮助工程师和设计师选择合适的材料，以适应温度变化对结构和设备的影响。

同时，本实验还展示了实验方法和数据处理的基本技巧，对于学生的科学实验能力的培养也具有一定的意义。

大学物理线胀系数实验报告

大学物理线胀系数实验报告一、实验目的1、掌握用光杠杆法测量固体线胀系数的原理和方法。

2、学会使用游标卡尺、千分尺等测量长度的仪器。

3、学会对实验数据进行处理和误差分析。

二、实验原理固体受热时会发生膨胀，其长度的增加量与温度的升高量成正比。

设固体在温度为 t₁时的长度为 L₁，在温度升高到 t₂时的长度为 L₂，线胀系数为α，则有：ΔL ＝ L₂ L₁＝αL₁Δtα ＝（L₂ L₁) ／（L₁Δt)由于固体长度的变化量ΔL 通常很小，难以直接测量，本实验采用光杠杆法进行测量。

光杠杆是一个带有可旋转平面镜的支架，平面镜的镜面与光杠杆的支脚在同一平面内。

当固体长度发生微小变化时，通过光杠杆可以将这一微小变化放大为望远镜中标尺读数的明显变化。

设光杠杆前后脚的距离为 b，光杠杆镜面到望远镜中标尺的距离为D，固体长度的微小变化量为ΔL，望远镜中标尺读数的变化量为Δn，则有：ΔL ＝bΔn ／ 2D将其代入线胀系数的公式中，可得：α ＝（bΔn) ／（2DL₁Δt)三、实验仪器1、线胀系数测定仪2、光杠杆3、望远镜及标尺4、游标卡尺5、千分尺6、温度计7、酒精灯四、实验步骤1、用游标卡尺测量金属棒的长度 L₁，在不同位置测量多次，取平均值。

2、用千分尺测量金属棒的直径 d，在不同位置测量多次，取平均值。

3、将金属棒放入线胀系数测定仪中，使其与加热装置接触良好。

4、调整光杠杆、望远镜和标尺的位置，使望远镜中能清晰地看到标尺的像。

5、记录初始温度 t₁和望远镜中标尺的读数 n₁。

6、点燃酒精灯，对金属棒进行加热，每隔一定时间记录一次温度 t 和望远镜中标尺的读数 n，直到温度升高到一定值。

7、熄灭酒精灯，让金属棒自然冷却，再次记录温度和标尺读数。

五、实验数据记录与处理1、金属棒长度 L₁的测量数据（单位：mm）｜测量次数|1|2|3|4|5|平均值|｜｜｜｜｜｜｜｜｜长度|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|2、金属棒直径 d 的测量数据（单位：mm）｜测量次数|1|2|3|4|5|平均值|｜｜｜｜｜｜｜｜｜直径|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|3、温度和标尺读数的测量数据｜温度 t （℃）｜标尺读数 n （mm)｜｜｜｜｜t₁|n₁|｜t₂|n₂|｜t₃|n₃|｜｜｜4、计算线胀系数根据实验数据，计算出Δn、Δt、b 和 D 的值，代入线胀系数的公式中，计算出金属棒的线胀系数α。

《线胀系数的测量》实验报告

《线胀系数的测量》实验报告一、实验原理经验表明，在一定的温度范围内，原长为L 的物体，受热后其伸长量tL L ∆=∆α其中，α为固体的线膨胀系数。

为了测量它，我们将材料做成条状或杆状。

测量出温度为t 1时杆长L 、受热后温度达t 2时的伸长量ΔL 和受热前后的温度t 1和t 2，于是得到：()12t t L L -∆=α现在用光杠杆测量ΔL 。

装置几何图示如右：由图中可以看到：Bn n 122tan -=ϑ当角度很小时，近似有ϑϑ22tan≈，又有b L ∆≈ϑ，所以()Bb n n L 212-=∆于是得到用光杠杆发测量材料线胀系数的公式为()()12122t t LB bn n --=α式中，L 为室温下材料杆原长，用50分度的游标卡尺测量；B 为平面镜镜面至标尺的距离，用钢尺测量；b 为光杠杆前足连线与后尖足之间的距离，也用钢尺测量；t 1和t 2为加热前后材料的温度，用水银温度计测量；n 1和n 2为加热前后从望远镜中看到的标尺读数。

二、实验任务测量铜杆和铝杆在室温至100℃温区范围的线胀系数α。

本实验利用沸腾时水的蒸气来加热金属杆，并用以保持末温不变三、实验步骤1．安装及调整线膨胀仪、光杠杆和望远镜。

2．测量实验原理中所述各个参数，记录t1和n1。

3．利用水蒸气对杆进行加热，在温度达到100℃左右并保持3min至4min，记录t2和n2。

四、数据表格线膨胀仪编号： 9 ；光杠杆编号： 9 ； b= 2.68 ㎜不确定度分析（已计算并写在上面表格中）Cmm mm mm mm tt L B b n n t t n n b B L t t L B b n n ︒=∆=∆=∆=∆=∆⎪⎪⎭⎫⎝⎛-∆+⎪⎭⎫⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆=⎪⎭⎫⎝⎛∆----0.10.15.03020.0121212122122222122其中，αα。

实验12 线膨胀系数的测量实验报告

实验总评成绩实验总评成绩总评
四、实验内容及步骤
重庆科技学院大学物理实验报告
第课程名称大学物理实验实验项目名称个实验报告金属线膨胀系数的测量实验日期实验日期指导教师
开课院系及实验室姓名教师评语：
数理系大学物理实验教学中心专业班级学号
五、数据记录表格
评阅教师签字：评阅教师签字：在实验室预习的时间批改时间：批改时间：在实验室预习好后指导教师签字 1、测量铜杆的原长 L 测量次数 1 2 3 平均值
一、实验目的
L铜 / mm
L铁 / mm
2、记录对应温度时的千分表读数
二、实验原理
T1 = 30
T / °C
T2 = T1 + 5°C =
T3 = T1 + 1mm
T4 = T1 + 15°C =
T5 = T1 + 20°C = T6 = T1 + 25°C = T7 = T1 + 30°C =
七、数据记录数据记录
九、实验结果与分析实验结果与分析
八、数据处理数据处理十、实验小结与体会
三、实验仪器(型号、量程、精度或仪器误差等) 实验仪器型号、量程、精度或仪器误差等型号
T8 = T1 + 35°C = T9 = T1 + 40°C = T10 = T1 + 45°C =
六、预习思考题
1．测量 δ L 除了用千分表，还可用什么方法？试举例说明。
2．在实验装置支持的条件下，在较大范围内改变温度，确定 α 与 θ 的关系．请设计实验方案，并考虑处理数据的方法。

线胀系数实验报告

南昌大学物理实验报告
课程名称：大学物理实验
实验名称：金属线胀系数的测定
学院：XX XX学院专业班级：XXX１６４班学生姓名：XXX学号：XXXXX１６１２4实验地点：基础实验大楼座位号：XX
实验时间：第２周星期四上午三四五节课
不确定度计算
七、实验总结
1.本次实验的原理比较简单，操作其实也并不复杂。

但是在加热过程中需要较长的时间，而且必须时时注意温度的变化，这需要我们有一定的耐心。

2.再进一步深入了解了逐差法分析数据的方法。

3.了解到了科学试验的严谨性。

八、附上原始数据：。