大学物理实验（第二册）

　 本书引导学生主动观察物理实验现象和规律、发现合提出问题、分析和解决问题，以培养学生的科学实验的基础知识、方法、技能和综合素质，创新意识、创新思维和创造能力为目的。第二册为提高性实验，适合作为理、工、医各专业物理实验教材。本书可作为涉及物理实验方法和测量技术的广大青年和成人教育的参考书。  

　 本套书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。本套书以培养学生的科学实验的基础知识、方法、技能和综合素质，创新意识、创新思维和创造能力为目的。因此，本书除了基本内容外，还有许多“弹性”内容和丰富的多媒体资料供学有余力的同学设计或做探索性实验时参考。全套书分为四册，第一册突出“三基”训练和初级综合与设计性实验，可作为理、工、医、农、商、管等各学科本科生的科学实验入门教材；第二册为提高性实验，适合作为理、工、医各专业物理实验教材；第三册为综合、设计与探究性实验，适合作为理、工、医、农、商、管、文等各学科本科生课内外的实验研究和公选课教材；第四册为近物和专题研究性实验，涉及国内外前沿研究课题，适合作为理科类各专业基础实验教材。　
　　本套教材还可以作为中学物理教师的参考书，前三册可作为涉及物理实验方法和测量技术的广大青年和成人教育的参考书，第四册也可供涉及物理学的广大科技工作者或科普工作者参考。为方便教学，本书将配有光盘出版。

第1章　固体和液体物性测量
　　实验1.1　金属线膨胀系数的测定
绝大多数物体都具有“热胀冷缩”的特性，这是由物体内部分子热运动加剧（或减弱）从而使物质分子平均间距变大（或变小）造成的。固体的热膨胀虽然很小，却可以引起很大的应力。所以，在工程设计（如桥梁、铁轨等）、机械制造、材料加工等过程中都必须对物质的膨胀特性予以充分的考虑。线膨胀系数口是反映物质热膨胀本领大小的物理量。其物理意义是，温度升高1 K（或1℃）时固体的伸长量与原长的比值。在国际单位制中，口的单位为K～。实验室中测量线膨胀系数常用千分尺、百分表、光杠杆、传感器、光学干涉法等方法。本实验采用迈克耳孙干涉仪来精确测量线膨胀系数。
　　【预备问题】
①用迈克耳孙干涉法测量微小位移的原理是什么？
②把试件装进电热炉内的步骤有哪些？要注意些什么？
③如何调整迈克耳孙干涉仪使观察屏上出现清晰的于涉条纹？
　　【引言】
线膨胀是固体材料在受热时在一维方向上的伸长。在一定的温度范围内，固体受热后，其长度都会增加，设固体在两个温度t1、t2（>t1）时的长度分别为11、12，实验表明，固体的相对伸长量与温度的变化成正比：
　　即（公式略）
　　固体的线膨胀系数为（公式略）
测量线膨胀系数的关键问题是怎样测准温度变化引起的长度的微小变化量&本实验采用迈克耳孙干涉仪（参见实验4.4）来精确测量物体受热后长度的微小伸长量。仪器原理如图1.1.1所示，当待测固体试件被电热炉加热时，试件因线膨胀，向上推动迈克耳孙干涉仪的动镜，使到达观察屏的两束激光的光程差发生连续的变化。
　　……