專利名稱：利用勞埃德鏡測量金屬線脹系數(shù)實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種金屬線脹系數(shù)實驗裝置。
背景技術(shù)：
金屬材料的線脹系數(shù)是機械、橋梁、電力、建筑等在工程設(shè)計、制造、裝配等過程中必須掌握的基本參數(shù)，也是大學(xué)的普通物理實驗中較重要的力、熱實驗題目之一。利用該實驗裝置主要來測量不同金屬的線脹系數(shù)，例如銅管、鐵管、鋁管等。目前，在大學(xué)的普通物理實驗中，測量金屬線脹系數(shù)的實驗普遍采用的方法是光杠桿法，該方法的基本原理是利用電熱絲加熱待測金屬管，采用溫度計測量初態(tài)和終態(tài)溫度，用望遠(yuǎn)鏡和光杠桿測量金屬管由始末狀態(tài)溫差所引起的長度變化，從而得到金屬管的 線脹系數(shù)。該方法存在占用場地大、望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)費時、測量精度不高，需兩人才能完成，致使結(jié)果誤差較大。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有金屬線脹系數(shù)的測量方法存在占用場地大、望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)費時、測量精度不高，測量需兩人才能完成，致使結(jié)果誤差較大的問題，提供一種利用勞埃德鏡測量金屬線脹系數(shù)實驗裝置。利用勞埃德鏡測量金屬線脹系數(shù)實驗裝置，其組成包括測微目鏡、勞埃德鏡、可調(diào)狹縫儀、凸透鏡、鈉燈、第一升降調(diào)節(jié)座、金屬線脹系數(shù)測試儀、第二升降調(diào)節(jié)座、三維平移底座和溫度計，金屬線脹系數(shù)測試儀由底座、外筒、加熱管和墊片組成，所述外筒垂直設(shè)置在底座的上端面上，外筒上端面的中心處設(shè)有墊片槽，墊片槽的直徑大于加熱管的外徑，力口熱管設(shè)置在外筒的內(nèi)腔中，墊片設(shè)置在墊片槽中，所述測微目鏡、勞埃德鏡、可調(diào)狹縫儀、凸透鏡和鈉燈由左至右依次設(shè)置，測微目鏡安裝在第一升降調(diào)節(jié)座上，勞埃德鏡水平設(shè)置在被測金屬管上端面，被測金屬管置于加熱管的內(nèi)腔中，溫度計的一端設(shè)置在被測金屬管的內(nèi)腔中，溫度計的另一端露在被測金屬管的上端面外，可調(diào)狹縫儀安裝在第二升降調(diào)節(jié)座上，凸透鏡安裝在三維平移底座上，且測微目鏡的鏡頭與勞埃德鏡正對，勞埃德鏡的上端面與可調(diào)狹縫儀上的縫隙中線之間的距離為0. 6mm，縫隙與凸透鏡正對，凸透鏡與鈉燈的光束正對。本實用新型與已有技術(shù)相比具有以下有益效果本實用新型通過楊氏雙縫原理利用勞埃德鏡測量金屬線脹系數(shù)，測量現(xiàn)象直觀、原理簡單、易懂，操作過程簡化、省時，測量所占用的場地小，測量只需一人即可完成；測量精度可達(dá)到納米量級，使得測量精度大大提高，從而使測量結(jié)果的不確定度變小。

圖I是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)主視圖，圖2是金屬線脹系數(shù)測試儀7的結(jié)構(gòu)剖視圖，圖3是圖2的俯視圖，圖4是圖I的B向視圖。
具體實施方式
實施例I :利用勞埃德鏡測量金屬線脹系數(shù)實驗裝置，見圖I 圖4，其組成包括測微目鏡I、勞埃德鏡2、可調(diào)狹縫儀3、凸透鏡4、鈉燈5、第一升降調(diào)節(jié)座6、金屬線脹系數(shù)測試儀7、第二升降調(diào)節(jié)座8、三維平移底座9 和溫度計10，金屬線脹系數(shù)測試儀7由底座7-1、外筒7-2、加熱管7-3和墊片7-4組成，外筒7-2垂直設(shè)置在底座7-1的上端面上，外筒7_2上端面的中心處設(shè)有墊片槽7-2-1，墊片槽7-2-1的直徑大于加熱管7-3的外徑，加熱管7-3設(shè)置在外筒7-2的內(nèi)腔中，墊片7-4設(shè)置在墊片槽7-2-1中，測微目鏡I、勞埃德鏡2、可調(diào)狹縫儀
3、凸透鏡4和鈉燈5由左至右依次設(shè)置，測微目鏡I安裝在第一升降調(diào)節(jié)座6上，勞埃德鏡2水平設(shè)置在被測金屬管11上端面，被測金屬管11置于加熱管7-3的內(nèi)腔中，溫度計10的一端設(shè)置在被測金屬管11的內(nèi)腔中，溫度計10的另一端露在被測金屬管11的上端面外，便于讀溫度，勞埃德鏡2設(shè)置在溫度計10的前面或者后面，可調(diào)狹縫儀3安裝在第二升降調(diào)節(jié)座8上，凸透鏡4安裝在三維平移底座9上，且測微目鏡I的鏡頭與勞埃德鏡2正對，勞埃德鏡2的上端面與可調(diào)狹縫儀3上的縫隙3-1中線之間的距離h為0. 6mm，縫隙3_1與凸透鏡4正對，凸透鏡4與鈉燈5的光束正對。測微目鏡I、勞埃德鏡2、可調(diào)狹縫儀3、凸透鏡4、鈉燈5、第一升降調(diào)節(jié)座6、金屬線脹系數(shù)測試儀7、第二升降調(diào)節(jié)座8和三維平移底座9均為市售產(chǎn)品。本實用新型的測量過程測量前將鈉燈5、第一升降調(diào)節(jié)座6、第二升降調(diào)節(jié)座8和三維平移底座9安裝在光學(xué)平臺上，金屬線脹系數(shù)測試儀7的下端鑲嵌在光學(xué)平臺內(nèi)，將被測金屬管11置于加熱管7-3的內(nèi)腔中，同時將溫度計10的一端設(shè)置在被測金屬管11的內(nèi)腔中，溫度計10的另一端露在被測金屬管11的上端面外，便于讀溫度。首先根據(jù)設(shè)置在被測金屬管11上端面的勞埃德鏡2的高度，使勞埃德鏡2的上端面與可調(diào)狹縫儀3上的縫隙3-1中線之間的距離h為0. 6mm，調(diào)節(jié)三維平移底座9，實現(xiàn)鈉燈5與凸透鏡4的光路共軸，使縫隙3-1與凸透鏡4正對；鈉燈5發(fā)出的黃光通過凸透鏡4后變成一束平行光，該束平行光通過可調(diào)狹縫儀3的光與部分被勞埃德鏡2的反射光為相干光；然后調(diào)整第一升降調(diào)節(jié)座6的高度、位置，以及縫隙3-1的大小，直至在測微目鏡I中看到清晰的干涉條紋；當(dāng)金屬線脹系數(shù)測試儀7加熱時，被測金屬管11伸長，使勞埃德鏡2向上移動，根據(jù)楊氏雙縫干涉原理可知雙縫的距離變小，從而使測微目鏡I中的干涉條紋間距變大；由條紋間距變化可知金屬管在一定溫度變化下的伸長量，將該伸長量與相應(yīng)的溫度差代入金屬線脹系數(shù)公式中，可得出某金屬的線脹系數(shù)。
權(quán)利要求1.一種利用勞埃德鏡測量金屬線脹系數(shù)實驗裝置，其組成包括測微目鏡(1)、勞埃德鏡(2)、可調(diào)狹縫儀(3)、凸透鏡(4)、鈉燈(5)、第一升降調(diào)節(jié)座￠)、金屬線脹系數(shù)測試儀(7)、第二升降調(diào)節(jié)座(8)、三維平移底座(9)和溫度計(10)，金屬線脹系數(shù)測試儀(7)由底座(7-1)、外筒(7-2)、加熱管(7-3)和墊片(7-4)組成，所述外筒(7_2)垂直設(shè)置在底座(7-1)的上端面上，外筒(7-2)上端面的中心處設(shè)有墊片槽(7-2-1)，墊片槽(7-2-1)的直徑大于加熱管(7-3)的外徑，加熱管(7-3)設(shè)置在外筒(7-2)的內(nèi)腔中，墊片(7-4)設(shè)置在墊片槽(7-2-1)中，其特征是所述測微目鏡(1)、勞埃德鏡(2)、可調(diào)狹縫儀(3)、凸透鏡(4)和鈉燈(5)由左至右依次設(shè)置，測微目鏡(1)安裝在第一升降調(diào)節(jié)座(6)上，勞埃德鏡(2)水平設(shè)置在被測金屬管(11)上端面，被測金屬管(11)置于加熱管(7-3)的內(nèi)腔中，溫 度計(10)的一端設(shè)置在被測金屬管(11)的內(nèi)腔中，溫度計(10)的另一端露在被測金屬管(11)的上端面外，可調(diào)狹縫儀(3)安裝在第二升降調(diào)節(jié)座(8)上，凸透鏡(4)安裝在三維平移底座(9)上，且測微目鏡⑴的鏡頭與勞埃德鏡⑵正對，勞埃德鏡⑵的上端面與可調(diào)狹縫儀(3)上的縫隙(3-1)中線之間的距離(h)為0.6mm，縫隙(3_1)與凸透鏡(4)正對，凸透鏡⑷與鈉燈(5)的光束正對。
專利摘要利用勞埃德鏡測量金屬線脹系數(shù)實驗裝置，它涉及一種金屬線脹系數(shù)實驗裝置，以解決現(xiàn)有金屬線脹系數(shù)的測量方法存在占用場地大、望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)費時、測量精度不高，測量需兩人才能完成，致使結(jié)果誤差較大的問題。測微目鏡、勞埃德鏡、可調(diào)狹縫儀、凸透鏡和鈉燈由左至右依次設(shè)置，測微目鏡安裝在第一升降調(diào)節(jié)座上，勞埃德鏡水平設(shè)置在被測金屬管上端面，被測金屬管置于加熱管的內(nèi)腔中，溫度計的一端設(shè)置在被測金屬管的內(nèi)腔中、另一端露在被測金屬管的上端面外，測微目鏡的鏡頭與勞埃德鏡正對，勞埃德鏡的上端面與可調(diào)狹縫儀上的縫隙中線之間的距離為0.6mm，縫隙與凸透鏡正對，凸透鏡與鈉燈的光束正對。本實用新型用于測量銅管、鐵管或鋁管的線脹系數(shù)。
文檔編號G01N25/16GK202421100SQ20122003288
公開日2012年9月5日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者宋國利, 尹少英, 梁紅, 汪源源, 遲哲, 陳寶久 申請人:哈爾濱學(xué)院