金属线膨胀系数除了使用千分表测量L外还有什么方法
干涉法,用迈克尔干涉仪。
1、利用光杠杆测金属棒的线胀系数,利用光杠杆测微小长度的原理。
2、测微小位移也可以用光学方法,做两束相干光,数格子移动,当然要好好设计一下。
3、设计用光路把固涨放大,利用光的牛顿环效应改变长度从而引起空气厚度改变从而测得。
由于,在拉伸法测量杨氏模量的实验中,金属丝的伸长量很难测量,所以必须使用光杠杆放大后,才能够测量出来。
物理实验全解 实验 霍尔效应及其应用 【预习思考题】 1.列计算霍尔系数 、载流浓度n、电导率σ及迁移率μ计算公式并注明单位 霍尔系数 载流浓度 电导率 迁移率 2.已知霍尔品工作电流 及磁应强度B向何判断品导电类型 根据右手螺旋定则工作电流 旋磁应强度B确定向向若测霍尔电压 则品P型反则N型 3.本实验要用3换向关 测量消除些霍尔效应副效应影响需要测量改变工作电流 及磁应强度B向需要2换向关;除测量霍尔电压 要测量A、C间电位差 两同测量位置需要1换向关总共需要3换向关 【析讨论题】 1.若磁应强度B霍尔器件平面完全交按式(5.2-5) 测霍尔系数 比实际值要准确测定 值应进行 若磁应强度B霍尔器件平面完全交则测霍尔系数 比实际值偏要想准确测定需要保证磁应强度B霍尔器件平面完全交或者设测量磁应强度B霍尔器件平面夹角 2.若已知霍尔器件性能参数采用霍尔效应测量未知磁场测量误差哪些源 误差源:测量工作电流 电流表测量误差测量霍尔器件厚度d度测量仪器测量误差测量霍尔电压 电压表测量误差磁场向与霍尔器件平面夹角影响等 实验二 声速测量 【预习思考题】 1. 何调节判断测量系统否处于共振状态要系统处于共振条件进行声速测定 答:缓慢调节声速测试仪信号源面板信号频率旋钮使交流毫伏表指针指示达(或晶体管电压表示值达)系统处于共振状态显示共振发信号指示灯亮信号源面板频率显示窗口显示共振频率进行声速测定需要测定驻波波节位置发射换能器S1处于共振状态发射超声波能量若佳状态移S1至每波节处媒质压缩形变则产声压接收换能器S2接收声压转变电信号晶体管电压表显示值由数显表读每电压值位置即应波节位置系统处于共振条件进行声速测定容易准确测定波节位置提高测量准确度 2. 压电陶瓷超声换能器实现机械信号电信号间相互转换 答:压电陶瓷超声换能器重要组部压电陶瓷环压电陶瓷环由晶结构压电材料制种材料受机械应力发机械形变发极化同极化向产电场种特性称压电效应反压电材料加交变电场材料发机械形变称逆压电效应声速测量仪换能器S1作声波发射器利用压电材料逆压电效应压电陶瓷环片交变电压作用发纵向机械振空气激发超声波电信号转变声信号换能器S2作声波接收器利用压电材料压电效应空气振使压电陶瓷环片发机械形变产电场声信号转变电信号 【析讨论题】 1. 接收器位于波节处晶体管电压表显示电压值值 答:两超声换能器间合波近似看驻波其驻波程 A(x)合各点振幅声波媒质传播媒质压强随着间位置发变化所用声压P描述驻波声波疏密波声波传播媒质压缩或膨胀及外界交换热量近似看作绝热程气体做绝热膨胀则压强减;做绝热压缩则压强增媒质体元位移处波腹处看作既未压缩未膨胀则声压零媒质体元位移零处波节处压缩形变则声压由知声波媒质传播形驻波声压位移相位差 令P(x)驻波声压振幅驻波声压表达式 波节处声压转换电信号电压所接收器位于波节处晶体管电压表显示电压值值 2. 用逐差处理数据优点 答:逐差物理实验处理数据种用等间隔变化测物理量数据进行逐项或隔项相减获实验结数据处理逐差进行数据处理优点验证函数表达形式充利用所测数据具数据取平均效起减随机误差作用本实验用隔项逐差处理数据减测量随机误差 实验三 衍射光栅 【预习思考题】 1. 何调整光计待测状态? 答:(1)调节望远镜适合接收平行光且其光轴垂直于仪器轴; (2)平行光管能发平行光且其光轴垂直于仪器轴; (3)载物台台面垂直于仪器轴 2. 调节光栅平面与入射光垂直调节载物台调平螺钉b、c各级谱线左右两侧等高能调节载物台调平螺钉a 答:调节光栅平面与入射光垂直光栅放载物台调平螺钉b、c垂直平线望远镜平行光管已调调节载物台调平螺钉a能改变光栅面与入射光夹角能调节螺钉b或c使光栅面反射+字像与划板 形叉丝十字重合光栅平面与入射光垂直 各级谱线左右两侧等高说明光栅刻线与载物台平面垂直调节b、c破坏入射光垂直光栅面调节a即使各级谱线左右两侧等高 【析讨论题】 1. 利用本实验装置何测定光栅数 答:与实验步骤调光谱线已知绿光波 m测量级( )绿光衍射角 根据光栅程 计算光栅数d 2. 三棱镜辨本领 ,b三棱镜底边边般三棱镜 约1000cm-1问边三棱镜才能本实验用光栅具相同辨率 解:已知:实验测 =27000 cm-1 求b 由 b= (cm) 答:略 实验四 用电表设计与制作 【析讨论题】 1. 校准电表发现改装表读数相于标准表读数都偏高或偏低即 总向向偏试问原造欲使 负(合理偏向)应采取措施 流电阻或压电阻阻值符合实际情况导致读数都偏高或偏低欲使 负(合理偏向)应选择合适流电阻或压电阻 2. 证明欧姆表值电阻与欧姆表内阻相等 满偏(Rx=0) 半偏 值电阻 综合内阻 实验五 迈克耳孙干涉仪调整与使用 【预习思考题】 1. 迈克尔孙干涉仪利用产两束相干光 答:迈克尔孙干涉仪利用振幅产两束相干光 2. 迈克尔孙干涉仪等倾等厚干涉别条件产条纹形状何随M1、M2’间距d何变化 答:(1)等倾干涉条纹产通需要面光源且M1、M2’应严格平行;等厚干涉条纹形则需要M1、M2’再平行微夹角且二者间所加空气膜较薄 (2)等倾干涉圆条纹等厚干涉直条纹 (3)d越条纹越细越密;d 越条纹越粗越疏 3. 条件白光产等厚干涉条纹白光等厚干涉条纹调视场央M1、M2’两镜位置关系 答:白光由于复色光相干度较所M1、M2’距离非接近才彩色干涉条纹且现两镜交线附近 白光等厚干涉条纹调视场央说明M1、M2’已相交 【析讨论题】 1. 用迈克尔孙干涉仪观察等倾干涉条纹与牛顿环干涉条纹何同 答:二者虽都圆条纹牛顿环属于等厚干涉结并且等倾干涉条纹级高牛顿环则边缘干涉级高所增(或减)空气层厚度等倾干涉条纹向外涌(或向缩进)牛顿环则向缩进(或向外涌) 2. 想想何迈克尔孙干涉仪利用白光等厚干涉条纹测定透明物体折射率 答:首先仪器调整M1、M2’相交即视场央能看白光零级干涉条纹根据刚才镜移向选择透明物体放哪条光路(主要避免空程差)继续向原向移M1镜直再看白光零级条纹现刚才所位置记M1移距离所应圆环变化数N根据 即求n 实验六 用牛顿环测定透镜曲率半径 【预习思考题】 1.白光复色光同波光经牛顿环装置各自发干涉同级干涉条纹半径同重叠区域某些波光干涉相消某些波光干涉相所牛顿环变彩色 2.说明平板玻璃或平凸透镜表面该处均匀使等厚干涉条纹发形变 3.显微镜筒固定托架随托架起移托架相于工作台移距离即显微镜移距离螺旋测微计装置读读数显微镜测距离测定物体实际度 4.(1)调节目镜观察清晰叉丝;(2)使用调焦手轮要使目镜靠近测物处自向移免挤压测物损坏目镜(3)防止空程差测量应单向旋转测微鼓轮 5.牛顿环装置接触处形变及尘埃等素影响使牛顿环易确定测量其半径必增测量误差所实验通测量其直径减误差提高精度 6.附加光程差d0,空气膜表面光程差 =2dk+d0+ ,产k级暗环, =(2k+1) /2k=0,1,2…,暗环半径rk= ;则Dm2=(m —d0)RDn2= (n —d0)RR= 【析讨论题】 1. 待测表面放水平放置标准平板玻璃用平行光垂直照射若产牛顿环现象则待测表面球面;轻压待测表面环向移则凸面;若环向外移则凹面 2.牛顿环测透镜曲率半径特点:实验条件简单操作简便直观且精度高 3.参考答案 若实验第35暗环半径a ,其应实际级数k, a2=kR k= =2d35+ +d0=(2k+1) (k=0,1,2…) d= 实验七 传器专题实验 电涡流传器 【预习思考题】 1.电涡流传器与其传器比较优缺点 种传器具非接触测量特点且具测量范围、灵敏度高、抗干扰能力强、受油污等介质影响、结构简单及安装便等优点缺点电涡流位移传器能定范围内呈线性关系 2.本试验采用变换电路电路 本实验电涡流传器测量电路采用定频调幅式测量电路 【析讨论题】 1.若传器仅用测量振频率工作点问题否仍十重要 我所说工作点指振幅测量佳工作点即传器线性区域间位置若测量振幅工作点选择使波形失真造测量误差或错误仅测量频率波形失真改变其频率值所仅测量频率工作点问题十重要 2.何能提高电涡流传器线性范围 般情况测体导电率越高灵敏度越高相同量程其线性范围越宽线性范围与传器线圈形状尺寸关线圈外径传器敏范围线性范围相应增灵敏度低;线圈外径线性范围灵敏度增根据同要求选取同线圈内径、外径及厚度参数 霍尔传器 【预习思考题】 1.写调整霍尔式传器简明步骤 (1)按图6.2-6接线; (2)差放器调零; (3)接入霍尔式传器安装测微使与振台吸合; (4)移测微±4mm每隔0.5mm读取相应输电压值 2.结合梯度磁场布解释霍尔片初始位置应处于环形磁场间 环形磁场间位置磁应强度B零由霍尔式传器工作原理知霍尔元件通稳定电流霍尔电压UH值仅取决于霍尔元件梯度磁场位移x并零点附近定范围内存近似线性关系 【析讨论题】 1.测量振幅称重作用何同 测量振幅直接测量位移与电压关系要求先根据测量数据作U~x关系曲线标线性区求线性度灵敏度称重测量电压与位移关系再换算电压与重量关系振台作称重平台逐步放砝码依记表读数并做U~W曲线平台另放置未知重量物品根据表读数U~W曲线求其重量 2.描述并解释实验内容2示波器观察波形 交流激励作用其输~输入特性与直流激励特性较同灵敏度线性区域都发变化示波器波形振幅太弦波若振幅太超其线性范围则波形发畸变 试验八 铁磁材料磁滞线测绘 【预习思考题】 1. 测绘磁滞线磁化曲线前何先要退磁何退磁 答:由于铁磁材料磁化程逆性即具剩磁特点测定磁化曲线磁滞线首先必须铁磁材料预先进行退磁保证外加磁场H=0B=0退磁理论析要消除剩余磁应强度Br需要通反向电流使外加磁场等于铁磁材料矫顽力即实际矫顽力通并知道则确定退磁电流采用退磁首先给要退磁材料加于(至少等于)原磁化场交变磁场(本实验顺针向转U选择旋钮令U0依增至3V)铁磁材料磁化程簇逐渐扩磁滞线逐渐减外加磁场(本实验逆针向转旋钮U值依降0)则现簇逐渐减终趋向原点磁滞线外加磁场H减零铁磁材料磁应强度B亦同降零即达完全退磁 2. 何判断铁磁材料属于软、硬磁性材料 答:软磁材料特点:磁导率矫顽力磁滞损耗磁滞线呈条状;硬磁材料特点:剩磁矫顽力磁滞特性显著磁滞线包围面积肥 【析讨论题】 1. 本实验通获HB两磁量简述其基本原理 答:本实验采用非电量电测技术参量转换测量易测量磁量转换易于测量电量进行测定按测试仪所给电路图连接线路电压UHUB别加示波器x输入y输入便观察品磁滞线同利用示波器测绘基本磁化曲线磁滞线某些点UHUB值根据安培环路定律品磁化场强 (L品平均磁路) 根据拉弟电磁应定律品磁应强度瞬值 由两公式测定UHUB值转换HB值并作H~B曲线 【实验仪器】 2. 铁磁材料磁化程逆程逆程用磁滞线解释 答:铁磁材料磁化程逆程铁磁材料外加磁场磁化外加磁场强度H与铁磁材料磁应强度B非线性关系磁场H零始增加磁应强度B随曲线升H增加HmB几乎再增加达饱值BmO达饱状态段B-H曲线称起始磁化曲线外加磁场强度HHm减铁磁材料磁应强度B随减沿原曲线返沿另曲线降H降零B零仍保留定剩磁Br使磁场反向增加-Hc磁应强度B降零继续增加反向磁场-Hm逐渐减反向磁场直至零再加向磁场直至Hm则条闭合曲线称磁滞线铁磁材料起始磁化曲线磁滞线看外加磁场强度HHm减零退磁曲线与磁场H零始增加Hm起始磁化曲线重合说明退磁程能重复起始磁化程每状态所铁磁材料磁化程逆程 实验九 用态测定金属棒杨氏模量 【预习思考题】 1.试固频率共振频率何同何关系? 固频率由系统本身性质决定共振频率两同概念间关系: 式Q试机械品质数般悬挂测杨氏模量Q值值约50所共振频率固频率相比偏低0.005%故实验都用f共代替f固 2.何尽快找试基频共振频率? 测试前根据试材质、尺寸、质量通(5.7-3)式估算共振频率数值述频率附近寻找 【析讨论题】 1.测量何要悬线吊扎试节点附近 理论推导要求试做自由振应线吊扎试节点做能激发试振实际吊扎位置都要偏离节点偏离节点越引入误差越故要悬线吊扎试节点附近 2.何判断铜棒发共振? 根据几条进行判断: (1)换能器或悬丝发共振通述部件施加负荷(例用力夹紧)使共振信号变或消失 (2)发共振迅速切断信号源观察示波器李萨图形变化情况若波形由椭圆变条竖直亮线逐渐衰减亮点即试共振频率 (3)试发共振需要孕育程切断信号源信号亦逐渐衰减共振峰宽度较窄信号亦较强试共振用尖嘴镊纵向轻碰试按图5.7-1规律发现波腹、波节 (4)共振频率附近进行频率扫描共振频率两侧信号相位突变导致李萨图形Y轴左右明显摆
金属线膨胀系数除了使用千分表测量L外还有什么方法
光杠杆放大法是一种利用光学放大方法测量微小位移的装置。由于,在拉伸法测量杨氏模量的实验中,金属丝的伸长量很难测量,所以必须使用光杠杆放大后,才能够测量出来。
金属线膨胀系数除了使用千分表测量L外还有什么方法?
干涉法,用迈克尔干涉仪。
金属线胀系数的测量的实验内容怎么写
实验中,当金属线的温度达到目标值时,使用千分表记录此时金属线的长度L1。为了得到更准确的结果,可以重复上述测量过程多次,以确保数据的可靠性。随后,利用公式α=(L1-L0)\/L0*(1\/T1-1\/T0)计算金属线的热膨胀系数,其中L0是初始长度,L1是加热后的长度,T0和T1分别是初始和最终的温度。实验数据...
物理金属线膨胀系数测量实验报告
在进行金属线膨胀系数测量实验时,我们学习了一种测量金属线膨胀系数的方法,并学会了如何使用千分表进行精确测量。线膨胀是指材料受热时在单一方向上的伸长,是衡量材料性能的重要指标之一。特别是在新材料的研发过程中,准确测定材料的线膨胀系数显得尤为重要。当固体受热后,其长度会增加,这种现象被称为线...
线膨胀系数的测量误差主要来源有哪些?
3、数字千分表、温度传感器及测量仪本身的误差,此项误差一般小于1%。4、测量过程中外力使固定端移动会带来较大误差,同学们应避免此类情况的发生。材料膨胀或收缩的程度。分为某一温度点的线膨胀系数和某一温度区间的线膨胀系数,后者称为平均线膨胀系数。前者是单位长度的材料每升高一度的伸长量;平均...
测量金属线膨胀系数千分表不从零读书会不会有误差
线膨胀系数 温度每变化1度材料长度变化的百分率。 即有 lt=l0(l+alt)。 由于物质的不同,线膨胀系数亦不相同,其数值也与实际温度和确定长度1时所选定的参考温度有关,但由于固体的线膨胀系数变化不大,通常可以忽略,而将a当作与温度无关的常数。
光杠杆测金属线膨胀系数的缺点
缺点在于容易受到外界振动的影响,千分表优点在于测量精度受外界影响较小,缺点是为了获得较高的测量精度,不得不采用较长的金属棒,如此又无法保证温度场的均匀性
金属线膨胀系数实验为什么升温和降温同一温度的标尺读数不一样?_百度...
强调需要使测量杆被预压缩1到2mm(也就是处于示值读数在1、2mm之间)的原因,只有这样,千分表测量杆才能可靠指示位置变化情况。否则,在测量杆伸出时由于内部弹簧变形量小,拉力小、测杆抵紧测量面的力量不足,引起测量误差。可以搜索参阅关于“百分表”、“千分表”使用的正确方法。
大学物理实验数据处理固体线胀系数的测定,仪器误差ΔL0=0.5cm.ΔD=0...
本实验通过固体线胀系数测定仪测定不同金属的线胀系数,要求达到:1.掌握使用千分表和温度控制仪的操作方法;2.分析影响测量精度的诸因素;3.观察合金材料在金相组织发生变化温度附近,出现线膨胀量的突变现象。二实验原理绝大多数物质具有“热胀冷缩”的特性,这是由于物体内部分子热运动加剧或减弱造成的...
测定金属丝的线膨胀系数
测定金属丝的线膨胀系数实验步骤如下:1、把样品空心铜棒、铝棒安装在测试架上。在室温下用米尺重复测量金属杆的原有长度2~3次,记录到表中,求出L原有长度的平均值。2、安装好实验装置,连接好加热皮管,打开电源开关,以便从仪器面板水位显示器上观察水位情况。水箱容积大约为750ml。3、加水步骤:先...