金属线胀系数的测定实验指导书
电热法测定金属线胀系数
本实验要测出铜管在受热时产生的长度变化.
光杠杆放大测量微小长度变化量
本实验用光杠杆和镜尺组测量N,那么ΔN与ΔL的关系如下图所示:
从图1中我们可以看到,当温度变化Δt时长度的变化为ΔL,此时刻度尺的读数就变化了ΔN。
由三角函数关系可得:
;
;
可得:,
所以:=。
最小二乘法处理数据
本实验不直接计算Δt和ΔN,而是将实验中测到的Ni和ti直接代入最小二乘法公式中计算b及其不确定度,参看课本27页公式(9)、(10)与(12),令,之后再求出线胀系数α和它的不确定度。注意此时。
数据处理参考
3.1实验数据记录表格
表1 测金属线胀系数相关数据表 注意表格应为三线表
3.2数据处理
令,
则:,,
,, ,,,
(1) 求相关系数
若: (的值参看课本27页表3-4),则可知x和y具有线性关系
(2) 求(即)及标准偏差
课本27页 公式(10)
课本27页 公式(12)
(2) 求,的不确定度
(4) 求及其不确定度
(5) 求及其不确定度
(注意:计算标准偏差S和平均值时,直接写结果,不需要公式和代入数据,其它每个量的计算过程都应包含有:公式、数据代入、正确的有效数字位数及相关单位。)