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1、實驗原理 一般固體的體積或長度，隨溫度的升高而膨脹，這就是固體的熱膨脹。設(shè)物體的溫度改變t時，其長度改變量為L?,如果t足夠小，則t與L成正比，并且也與物體原長L成正比，因此有 ??△L=αL△t (1)式（1）中比例系數(shù)α稱為固體的線膨脹系數(shù)，其物理意義是溫度每升高1℃時物體的伸長量與它在0℃時長度之比。設(shè)在溫度為0℃時，固體的長度為Lo,當溫度升高為t℃時，其長度為tL，則有 (Lt-Lo)/Lo=αt? 即 Lt=Lo(1+αt) (2)如果金屬桿在溫度為t1，t2時，其長度分別為L1，L2，則可寫出 L1=Lo(1+αt1) (3) L2=Lo(1+αt2) (4)將式（3）代入式（4），又因L1與L2非常接近，所以，L2/L1=1,于是可得到如下結(jié)果：α=(L1-L2)/L1(t2-t1) (5)由式（5），測得L1，L2，t1和t2，就可求得α值。

2、儀器使用說明（1）被測物體控制于φ8*400mm尺寸； （2）整體要求平穩(wěn)，因伸長量極小，故儀器不應有振動； （3）千分表安裝須適當固定（以表頭無轉(zhuǎn)動為準）且與被測物體有良好的接觸（讀數(shù)在0.2~0.3mm處較為適宜，然后再轉(zhuǎn)動表殼校零）； （4）被測物體與千分表探頭需保持在同一直線。

3、實驗步驟1.接通電加熱器與溫控儀輸入輸出接口和溫度傳感器的航空插頭。 2.測出金屬桿的長度1L(本實驗使用的金屬桿的長度為400mm)，使其一端與隔熱頂尖緊密接觸。 3.調(diào)節(jié)千分表帶絕熱頭的測量桿，使其剛好與金屬桿的自由端接觸，記下此時千分表的讀數(shù)1n。 4.接通恒溫控制儀的電源，設(shè)定需要加熱的值為65℃，按確定鍵開始加熱，在達到設(shè)定溫度后降溫至室溫，降溫時也應讀數(shù)。注視恒溫控制儀，每隔5℃讀一次讀數(shù)，同時讀出千分表的示數(shù)，將相應的讀數(shù)t2，t3，…，tn，n2，n3，…，nn， n2?，n3?，…，nn?，nn記在表格里。（其中nn=[（nn+n'n?）/2] 5.顯然，金屬桿各時刻上升的溫度是t2-t1，t3-t1，…，tn-t1，相應的伸長量是n2-n1，n3-n1，…，nn-n1，則式（5）可表示為 n2-n1=αL1(tn-t1)?? 即 α=(nn-n1)/L1(tn-t1)= △n/L1△t （6）由此可知，線膨脹系數(shù)?是以nn-n1為縱坐標、以tn-t1為橫坐標的實驗曲線的斜率。把各測量值填入下表，作nn-n1與tn-t1的曲線（即△n與△t 曲線），先算出αL1，再求出α，另外還可根據(jù)式（6）來計算出α，因為長度的測量是連續(xù)進行的，故用逐差法對△n進行處理。

4、處理數(shù)據(jù)1.圖像法 2.逐差法

5、誤差分析兩種方法所測得的結(jié)果幾乎一致，數(shù)量級很小。故而誤差在允許范圍內(nèi)。 產(chǎn)生誤差的原因：1.在讀取數(shù)據(jù)時的讀數(shù)誤差。2.儀器本身存在的誤差。

6、注意事項 1.在測量過程中，整個系統(tǒng)應保持穩(wěn)定，不能碰撞。 2.讀取nt，nn數(shù)據(jù)時，特別是讀取nn時，一定要迅速。

7、試驗總結(jié) 1.本次實驗原理簡單，操作也并不復雜。但是在給鋁棒加熱以及降溫過程中需要較長的時間，這要求要有一定的耐心。 2.再進一步深入了解了作圖法分析數(shù)據(jù)以及逐差法分析數(shù)據(jù)的方法。

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