测定固体的线膨胀系数实验原理

　　固体的膨胀比气体和液体小得多，直接测定固体的体积膨胀比较困难。但根据固体（非晶体或多晶体）在温度升高时形状不变可以推知，固体在各方向上膨胀规律相同。因此可以用固体在一个方向上的线膨胀规律来表现它的体膨胀。通常定义，固体在温度每升高1℃时，在某一方向上的长度增量ΔL／Δt与室温下（严格些应是0℃时）同方向上的长度L₀之比，叫做固体的线胀系数α，即

    或

　　因ΔL=L_t-L₀,Δt=t-t₀,可得固体的膨胀规律为：

L_t=L₀[1+α（t-t₀）]

　　（2）式中t₀为室温，L_t为t度时固体的长度。

　　实验的关键是比较准确地测定ΔL。通常采用图3．5－1所示的膨胀仪。

　　当被测金属管左端用直角夹固定，右端放在转轮上时，所研究的管长L₀如图3．5－1所示。当金属管受热膨胀时，管右端支持管的转轮的指针将转动。设转轮半径为r ，指针转角为θ度，则对于转轮边沿上的点来说，当它绕轴转过弧长时，转轮轴也向前平动了的距离，如图3．5－2所示。故金属管长度的增量是