大学物理实验固体线膨胀系数的测定有哪些误差来源?
热 膨胀 是 固体材 料 中一 个很Zhong要 的特 性.固体 因受热 而 引起线Du 变化的现 象称为线膨Zhang , 于不对同材料 的 固体 ,Peng胀 的程 度各 不相 同,常以线膨 Xian 通 胀系 数表 征不 同 物质 热膨Zhang 的程度 . 一Gu体 的膨 胀 是十 分微 小的,Gu体发生很 小的热膨胀但Que能产 生很大的应 力 ,膨 胀Xi 数是工程设因 线计、密Yi器 制造 、 精 材料 焊接和加工Zhong必须 考虑 的重要参 数之 一.学习线Peng胀 系数 的测 定是十分有Yi 义的.在式中,是光杠 杆Hou 足垂直距 离 ,前 加热后Yu 加热前在望远镜中读 得标Chi 刻度差,为尺 至光 杠杆De距离.D为了减小 人为误差,Ban 要测量多个 末温t的望 远镜Du数咒进行 计算.设测量 了iJia 组数 据,由1式 的定 义,1Shi 有r 即Lf 一1 — : 。(l l 、 l。 —) lYou 2 式可 得. 测定 固Ti线膨胀系数理论进行详细分析 的同时 ,Fa 现实 验 中往 往忽略了采Wen 间隔对线膨胀系数的影响,Gei实 验结 果带 来 了理论 误差,Jia 了固体线 膨胀增系数 的非Xian性效应.文以光 杠杆法测定Gu体 的线 本 膨胀 系 数为 例,Zhe 一理 论误 差 的影 响.1Xian膨胀系数 的定 义4 一 5对5Shi两边分别求和, 且认为 a =aDe到,IlL~2 DYi u \ 。 ￡ + : 。 (1 z) 。 — U L 〔z / U。 5(2Yit) 1 t 1￡ +… +( —t 1￡一〕 t ) 1Yi 即 实验证 明,Gu体 的线 膨胀与温度 的增 加Gu体 的原长 和该 固体 的种 类有 关.Dang温度 改变 不 大时 , 固 体单 位Chang度 的改 变量 近似 地 和温 度Gai 变量 d 成z正比, Jid L ( 一尺 ) 2L( —t +∑ ( —t1 (Yi o Do t ) t i) R -R) ()Ji 为 由定 义7推导 出来 的iCe量数7式 1式 组r:口 … d z 、,Ju计 算线 膨 胀系 数 的理论 公式 .Yi 1 7 式中a称 为线 膨胀Xi数,￡是该 固体 在温 度tShi 的长