专利名称：利用劳埃德镜测量金属线胀系数实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金属线胀系数实验装置。
背景技术：
金属材料的线胀系数是机械、桥梁、电力、建筑等在工程设计、制造、装配等过程中必须掌握的基本参数，也是大学的普通物理实验中较重要的力、热实验题目之一。利用该实验装置主要来测量不同金属的线胀系数，例如铜管、铁管、铝管等。目前，在大学的普通物理实验中，测量金属线胀系数的实验普遍采用的方法是光杠杆法，该方法的基本原理是利用电热丝加热待测金属管，采用温度计测量初态和终态温度，用望远镜和光杠杆测量金属管由始末状态温差所引起的长度变化，从而得到金属管的 线胀系数。该方法存在占用场地大、望远镜调节费时、测量精度不高，需两人才能完成，致使结果误差较大。

实用新型内容本实用新型的目的是为了解决现有金属线胀系数的测量方法存在占用场地大、望远镜调节费时、测量精度不高，测量需两人才能完成，致使结果误差较大的问题，提供一种利用劳埃德镜测量金属线胀系数实验装置。利用劳埃德镜测量金属线胀系数实验装置，其组成包括测微目镜、劳埃德镜、可调狭缝仪、凸透镜、钠灯、第一升降调节座、金属线胀系数测试仪、第二升降调节座、三维平移底座和温度计，金属线胀系数测试仪由底座、外筒、加热管和垫片组成，所述外筒垂直设置在底座的上端面上，外筒上端面的中心处设有垫片槽，垫片槽的直径大于加热管的外径，力口热管设置在外筒的内腔中，垫片设置在垫片槽中，所述测微目镜、劳埃德镜、可调狭缝仪、凸透镜和钠灯由左至右依次设置，测微目镜安装在第一升降调节座上，劳埃德镜水平设置在被测金属管上端面，被测金属管置于加热管的内腔中，温度计的一端设置在被测金属管的内腔中，温度计的另一端露在被测金属管的上端面外，可调狭缝仪安装在第二升降调节座上，凸透镜安装在三维平移底座上，且测微目镜的镜头与劳埃德镜正对，劳埃德镜的上端面与可调狭缝仪上的缝隙中线之间的距离为0. 6mm，缝隙与凸透镜正对，凸透镜与钠灯的光束正对。本实用新型与已有技术相比具有以下有益效果本实用新型通过杨氏双缝原理利用劳埃德镜测量金属线胀系数，测量现象直观、原理简单、易懂，操作过程简化、省时，测量所占用的场地小，测量只需一人即可完成；测量精度可达到纳米量级，使得测量精度大大提高，从而使测量结果的不确定度变小。

图I是本实用新型的整体结构主视图，图2是金属线胀系数测试仪7的结构剖视图，图3是图2的俯视图，图4是图I的B向视图。
具体实施方式
实施例I :利用劳埃德镜测量金属线胀系数实验装置，见图I 图4，其组成包括测微目镜I、劳埃德镜2、可调狭缝仪3、凸透镜4、钠灯5、第一升降调节座6、金属线胀系数测试仪7、第二升降调节座8、三维平移底座9 和温度计10，金属线胀系数测试仪7由底座7-1、外筒7-2、加热管7-3和垫片7-4组成，外筒7-2垂直设置在底座7-1的上端面上，外筒7_2上端面的中心处设有垫片槽7-2-1，垫片槽7-2-1的直径大于加热管7-3的外径，加热管7-3设置在外筒7-2的内腔中，垫片7-4设置在垫片槽7-2-1中，测微目镜I、劳埃德镜2、可调狭缝仪
3、凸透镜4和钠灯5由左至右依次设置，测微目镜I安装在第一升降调节座6上，劳埃德镜2水平设置在被测金属管11上端面，被测金属管11置于加热管7-3的内腔中，温度计10的一端设置在被测金属管11的内腔中，温度计10的另一端露在被测金属管11的上端面外，便于读温度，劳埃德镜2设置在温度计10的前面或者后面，可调狭缝仪3安装在第二升降调节座8上，凸透镜4安装在三维平移底座9上，且测微目镜I的镜头与劳埃德镜2正对，劳埃德镜2的上端面与可调狭缝仪3上的缝隙3-1中线之间的距离h为0. 6mm，缝隙3_1与凸透镜4正对，凸透镜4与钠灯5的光束正对。测微目镜I、劳埃德镜2、可调狭缝仪3、凸透镜4、钠灯5、第一升降调节座6、金属线胀系数测试仪7、第二升降调节座8和三维平移底座9均为市售产品。本实用新型的测量过程测量前将钠灯5、第一升降调节座6、第二升降调节座8和三维平移底座9安装在光学平台上，金属线胀系数测试仪7的下端镶嵌在光学平台内，将被测金属管11置于加热管7-3的内腔中，同时将温度计10的一端设置在被测金属管11的内腔中，温度计10的另一端露在被测金属管11的上端面外，便于读温度。首先根据设置在被测金属管11上端面的劳埃德镜2的高度，使劳埃德镜2的上端面与可调狭缝仪3上的缝隙3-1中线之间的距离h为0. 6mm，调节三维平移底座9，实现钠灯5与凸透镜4的光路共轴，使缝隙3-1与凸透镜4正对；钠灯5发出的黄光通过凸透镜4后变成一束平行光，该束平行光通过可调狭缝仪3的光与部分被劳埃德镜2的反射光为相干光；然后调整第一升降调节座6的高度、位置，以及缝隙3-1的大小，直至在测微目镜I中看到清晰的干涉条纹；当金属线胀系数测试仪7加热时，被测金属管11伸长，使劳埃德镜2向上移动，根据杨氏双缝干涉原理可知双缝的距离变小，从而使测微目镜I中的干涉条纹间距变大；由条纹间距变化可知金属管在一定温度变化下的伸长量，将该伸长量与相应的温度差代入金属线胀系数公式中，可得出某金属的线胀系数。
权利要求1.一种利用劳埃德镜测量金属线胀系数实验装置，其组成包括测微目镜(1)、劳埃德镜(2)、可调狭缝仪(3)、凸透镜(4)、钠灯(5)、第一升降调节座￠)、金属线胀系数测试仪(7)、第二升降调节座(8)、三维平移底座(9)和温度计(10)，金属线胀系数测试仪(7)由底座(7-1)、外筒(7-2)、加热管(7-3)和垫片(7-4)组成，所述外筒(7_2)垂直设置在底座(7-1)的上端面上，外筒(7-2)上端面的中心处设有垫片槽(7-2-1)，垫片槽(7-2-1)的直径大于加热管(7-3)的外径，加热管(7-3)设置在外筒(7-2)的内腔中，垫片(7-4)设置在垫片槽(7-2-1)中，其特征是所述测微目镜(1)、劳埃德镜(2)、可调狭缝仪(3)、凸透镜(4)和钠灯(5)由左至右依次设置，测微目镜(1)安装在第一升降调节座(6)上，劳埃德镜(2)水平设置在被测金属管(11)上端面，被测金属管(11)置于加热管(7-3)的内腔中，温 度计(10)的一端设置在被测金属管(11)的内腔中，温度计(10)的另一端露在被测金属管(11)的上端面外，可调狭缝仪(3)安装在第二升降调节座(8)上，凸透镜(4)安装在三维平移底座(9)上，且测微目镜⑴的镜头与劳埃德镜⑵正对，劳埃德镜⑵的上端面与可调狭缝仪(3)上的缝隙(3-1)中线之间的距离(h)为0.6mm，缝隙(3_1)与凸透镜(4)正对，凸透镜⑷与钠灯(5)的光束正对。
专利摘要利用劳埃德镜测量金属线胀系数实验装置，它涉及一种金属线胀系数实验装置，以解决现有金属线胀系数的测量方法存在占用场地大、望远镜调节费时、测量精度不高，测量需两人才能完成，致使结果误差较大的问题。测微目镜、劳埃德镜、可调狭缝仪、凸透镜和钠灯由左至右依次设置，测微目镜安装在第一升降调节座上，劳埃德镜水平设置在被测金属管上端面，被测金属管置于加热管的内腔中，温度计的一端设置在被测金属管的内腔中、另一端露在被测金属管的上端面外，测微目镜的镜头与劳埃德镜正对，劳埃德镜的上端面与可调狭缝仪上的缝隙中线之间的距离为0.6mm，缝隙与凸透镜正对，凸透镜与钠灯的光束正对。本实用新型用于测量铜管、铁管或铝管的线胀系数。
文档编号G01N25/16GK202421100SQ20122003288
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者宋国利, 尹少英, 梁红, 汪源源, 迟哲, 陈宝久 申请人:哈尔滨学院