[實用新型]單縫衍射法測量金屬線膨脹系數的裝置

無效

• 申請號: 201020683422.0
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN201917535U
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 鄒艷
• 申請（專利權）人: 德州學院
• 主分類號: G01N25/16
• 分類號: G01N25/16;G01B11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及物理學工程技術及科學研究中用于測定金屬的膨脹系數的設備，具體地說是單縫衍射法測量金屬線膨脹系數的裝置。

背景技術

目前，在大學普通物理實驗中通常用光杠桿法或千分表法來測定金屬線脹系數。(1)光杠桿法：缺點是實驗裝置操作復雜，測量繁瑣，造成的誤差很大，很容易影響學生對知識準確性的判斷。(2)千分表法：缺點是千分表的固定與調零非常困難，稍有不慎就會導致測量不準，甚至實驗失敗；雖然實驗數據記錄比較簡單，但是實驗精度不夠。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供單縫衍射法測量金屬線膨脹系數的裝置，實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：本實用新型的結構包括底座、保溫筒、金屬棒、溫控器、杠桿、單縫活動片、單縫固定片、激光器、光強分布測定儀，其特征在于底座上設置有保溫筒，保溫筒內設置有金屬棒，金屬棒豎立設置在保溫筒內，保溫筒通過導線與溫控器連接，杠桿平行設置在保溫筒的頂端，杠桿的左端與金屬棒相連，杠桿的右端與單縫活動片的底部相連，單縫活動片的上方設置有單縫固定片，單縫固定片和單縫活動片有一條單縫，單縫固定片和單縫活動片的左側設置有激光器，單縫固定片和單縫活動片的右側1.5-2米處設置有光強分布測定儀，激光器、單縫固定片和單縫活動片組成的單縫位于等高位置的直線上。

工作原理：激光器波長為650nm，縫寬可調的單縫通過可控比例杠桿與待測金屬棒的一端相聯結，待測金屬棒放置在保溫筒內，保溫筒與溫控器相連以調節金屬棒的溫度，整個保溫筒固定在穩固的底座上，光強分布測定儀放置在與激光器、單縫等高、同線的1.5-2米遠處，用于測量激光通過單縫的衍射圖樣。當光束垂直入射到單縫的平面上時，調節微調裝置，使縫寬在沒有測量之前有適當的值，同時，使光強分布測定儀上出現清晰、穩定的衍射條紋，然后，調節溫控器使溫度發生變化Δt，金屬棒長度發生微小變化ΔL，這一變化將經過杠桿帶動單縫活動片，使縫寬發生變化，因此衍射條紋便發生變化，通過測量衍射條紋間的位移變化量來確定縫寬變化量，換算出金屬的線脹量，從而確定金屬的線脹系數。

當溫度改變不大時，固體單位長度的該變量近似的溫度改變量Δt成正比，即：式中α稱為線脹系數，精確測定不同Δt下的Δl就可得到金屬的線脹系數。

本實用新型的有益效果是，本實用新型結構簡單，是在光杠桿法和千分表法裝置的基礎上做了改進，并采用了一種新的測量方法-單縫衍射法，使之簡化了操作、提高了實驗精度，該測量方法能普遍應用于多種涉及微小變化量的實驗研究，如楊氏模量、物體間微小間隔、全長剖面等。

附圖說明

圖1：本實用新型的實施例結構示意圖。

圖中：底座1、保溫筒2、金屬棒3、溫控器4、杠桿5、單縫活動片6、單縫固定片7、激光器8、光強分布測定儀9。

具體實施方式

參照附圖說明對本實用新型作以下具體的詳細說明：如圖所示，本實用新型的結構包括底座1、保溫筒2、金屬棒3、溫控器4、杠桿5、單縫活動片6、單縫固定片7、激光器8、光強分布測定儀9，其特征在于底座1上設置有保溫筒2，保溫筒2內設置有金屬棒3，金屬棒3豎立設置在保溫筒2內，保溫筒2通過導線與溫控器4連接，杠桿5平行設置在保溫筒2的頂端，杠桿5的左端與金屬棒3相連，杠桿5的右端與單縫活動片6的底部相連，單縫活動片6的上方設置有單縫固定片7，單縫固定片7和單縫活動片6有一條單縫，單縫固定片7和單縫活動片6的左側設置有激光器8，單縫固定片7和單縫活動片6的右側1.5-2米處設置有光強分布測定儀9，激光器8、單縫固定片7和單縫活動片6組成的單縫位于等高位置的直線上。

上面所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，并非對本實用新型的構思和范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計構思的前提下，本領域中普通工程技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本實用新型的保護范圍，本實用新型請求保護的技術內容，已經全部記載在權利要求書中。