第1章 固体和液体物性测量
实验1.1 金属线膨胀系数的测��
绝大多数物体都具有“热胀冷缩”的特性,这是由物体内部分子热运动加剧(或减弱)从而使物质分子平均间距变大(或变小)造成的。固体的热膨胀虽然很小,却可以引起很大的应力。所以,在工程设计(如桥梁、铁轨等)、机械制造、材料加工等过程中都必须对物质的膨胀特性予以充分的考虑。线膨胀系数口是反映物质热膨胀本领大小的物理量。其物理意义是,温度升高1 K(或1℃)时固体的伸长量与原长的比值。在国际单位制中,口的单位为K~。实验室中测量线膨胀系数常用千分尺、百分表、光杠杆、传感器、光学干涉法等方法。本实验采用迈克耳孙干涉仪来**测量线膨胀系数。
【预备问题】
①用迈克耳孙干涉法测量微小位移的原理是什么?
②把试件装进电热炉内的步骤有哪些?要注意些什么?
③如何调整迈克耳孙干涉仪使观察屏上出现清晰的于涉条纹?
【引言】
线膨胀是固体材料在受热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,设固体在两个温度t1、t2(>t1)时的长度分别为11、12,实验表明,固体的相对伸长量与温度的变化成正比:
即(公式略)
固体的线膨胀系数为(公式略)
测量线膨胀系数的关键问题是怎样测准温度变化引起的长度的微小变化量&本实验采用迈克耳孙干涉仪(参见实验4.4)来**测量物体受热后长度的微小伸长量。仪器原理如图1.1.1所示,当待测固体试件被电热炉加热时,试件因线膨胀,向上推动迈克耳孙干涉仪的动镜,使到达观察屏的两束激光的光程差发生连续的变化。
……