测量玻璃的热膨胀系数和折射率温度系数PPT课件

2021/3/12Fra Baidu bibliotek
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● 实验中，当不放小铝块时，三个主要光斑 都很亮，放上小铝块后，外侧光斑变暗。 原因是，由上述分析可知，外侧光斑是B’ 的下表面反射形成的，其偏折角较大，所 以放小铝块后其光路被遮挡，于是外侧光 斑变暗。
●为了方便观察级次移动，应使视野中干涉条 纹数较少。调节好后试加热，观察条纹移 动，当视野中出现两条亮纹中间夹一条暗 纹，且两条暗纹亮度和粗细相同时作为计 数点。
0.99642
V alue
Standard Error
Intercept 40.96667
0.54671
Slope
4.40788
0.08811
60
B Linear Fit of B
B
40 2021/3/120
4
8
A
12
20
第三次测量
（不加水，先加热再冷却）
温度T/℃ 条纹数/N
41.1
1
46
2
51.0
21
加热时（1~17组）
120
90
Equation Adj. R-Square
B B
y = a + b*x
0.99027
V alue
Standard Error
Intercept 39.68824
1.10349
Slope
4.34706
0.10769
B Linear Fit of B
B
60
30
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温度T/℃ 37.7 42.4 47.2 51.9 56.3 61.0 65.8 69.7 73.6 77.7 81.5 84.7 87.7
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第一次测量 （ 钢杯中加较多水，水浴加热）
条纹数/N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
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B
测量玻璃的热膨胀系数和折射 率温度系数
09300190058 物理学 徐杨
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实验内容
一.测量样品的热膨胀系数β 二.测量样品的折射率温度系数γ 三.分别估测玻璃片B和B’的楔角αB和αB’
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测量温度范围：40℃~90℃ 激光波长λ=632.8nm 样品中A的高度L=10.12±0.05mm 样品材料对应此波长在测量温度范围内平 均折射率n=1.515 测量温度范围内β与γ视为常数
100 80 60
Equation Adj. R-Square
B B
y = a + b*x
0.99582
V alue
Standard Error
Intercept 34.80769
0.62725
Slope
4.22747
0.07903
40
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0
5
10
B Linear Fit of B
18 15
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实验步骤（包括测γ的步骤）
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●首先我们要判断样品的形状，即B与B’是外侧
厚还是内侧厚。为方便说明，光从有空气柱一侧 照射记为从c处照射，从中间照射为从b处照射， 从另一侧为从a处照射。并以有空气柱一侧为外侧。 从c处入射时，有三个主要光斑（不考虑多次反 射）。用小纸片遮住B’上表面，此时外侧的光 斑消失，说明B与B’均为外侧厚，内侧薄。进一 步可判断，三个光斑中，中间那个是B的下表面 与B’的上表面干涉形成的，内侧那个是B的上表 面反射形成的，外侧那个是B’的下表面反射形 成的。
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• 3.光源支架：如图3所示，在支架的上部装 有He-Ne激光器及其电源，在激光器的下面 有一个倾斜的搁架，上面搁放了一块带小 孔的观察屏。支架底部有三个脚，C脚是固 定的，不可调节， A脚和B脚可以调节。
• 4. 样品平台：光源支架底部有一圆形平台， 用于放置样品或电炉，其底部有三个脚a、 b、c，高低可调，见图3。
第二次测量 （钢杯中加较少水，水浴加热）
温度T/℃ 44.6 49.4 54.0 58.9 63.6 68.3 72.5 76.9 80.3 83.6
条纹数/N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
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80
Equation Adj. R-Square
B B
y = a + b*x
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实验装置与器材
• 样品：实验所用的样品由均匀各向同性的 待测玻璃制成，如图1所示。其中A是被切 去一部份的玻璃圆柱体，上下表面基本平 行；B和B’是两块也被切去一部份的圆形 薄玻璃板，每块玻璃板的上下表面不平行。 三块玻璃A、B、B’胶合成一体，如图1所 示。胶的折射率与玻璃相同，厚度可以忽 略不计。
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• 2. 加热装置：该实验的加热装置如图2所示， 图中电炉右边的旋钮用于调节电炉温度。 大铝块中间有一个圆柱形的样品腔，样品 可放在其中。小铝块上有两个孔，一个可 用于通光，另一个可用来插温度计的探头。 如要对样品加热，可先小心地将样品滑入 大铝块的样品腔中（这时应将大铝块倾斜， 以防样品撞碎），再放入小铝块，然后把 整个大铝块放入电炉上的钢杯中，就可以 对样品加热。
0
8
A
16
22
自然冷却时（18~34组）
90
Equation Adj. R-Square
B B
y = a + b*x
0.99999
V alue
Standard Error
Intercept 107.34412
0.0347
Slope
-4.0049
0.00339
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• 5. 数字式温度计：1个 • 6. 卷尺和直尺：各1把 • 7. 水盆：1个（内有冷却用水） • 8. 毛巾：1块 • 9.小纸片：1张
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第一部分： 测量样品的热膨胀系数β
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实验原理：
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图4
3
57
4
62
5
67.0
6
72.5
7
76.5
8
80.5
9
84.9
10
88.9
11
93.7
12
97.6
13
100.9 14
104.5 15
107
16
108.8 17
103.3 18
99.3
19
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（续表） 温度T/℃ 条纹数/N 95.3 20 91.3 21 87.3 22 83.3 23 79.3 24 75.3 25 71.4 26 67.4 27 63.4 28 59.3 29 55.3 30 51.3 31 47.3 32 43.2 33 39.1 34