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干涉法线胀系数测量实验装置研究与应用
摘要：干涉法是一种常用的测量物体线胀系数的方法，本文主要研究设计了一种新型的干涉法线胀系数测量实验装置，并通过实验对该装置进行了验证。实验结果表明，该装置具有较高的测量精度和稳定性，可广泛应用于材料科学、工程技术等领域。
关键词：干涉法、线胀系数、测量、实验装置
引言：线胀系数是材料学中重要的热物性参数之一，它描述了物体在温度变化时会发生的尺寸变化。因此，准确测量线胀系数对于材料研究和工程设计具有重要意义。干涉法作为一种精密测量方法，以其高精度和非接触性等特点，被广泛应用于线胀系数的测量中。本文旨在研究设计一种新型干涉法线胀系数测量实验装置，并通过实验对该装置进行验证。
1. 实验装置设计
光路设计
本实验装置采用Michelson干涉仪的光路。如图1所示，光源经过准直透镜和分光镜后，通过一组空气腔镜L1和L2。其中，腔镜L1固定不动，而腔镜L2随温度变化而产生位移。经过反射之后，光线再次经过分光镜，然后进入干涉仪的接收光源处。
实验测量系统
本实验装置的测量系统主要包括光源、干涉仪、位移检测器和温度控制系统。
光源采用单色激光器，以保证光束的单色性和相干性。干涉仪由两个反射镜和一个分光镜组成，用于形成干涉条纹。位移检测器则用于接收干涉条纹并转换成电信号。温度控制系统用于精确控制腔镜L2的温度。
2. 实验过程
校准干涉仪
在开始实验之前，需要校准干涉仪以保证干涉条纹的清晰度和稳定性。首先，调整光源位置，使得光线垂直射向反射镜；然后调整反射镜和分光镜的角度，使得反射光与透射光之间的时间差最小；最后，用调节螺丝来调整干涉条纹的亮度和清晰度。
测量线胀系数
将待测材料样品安装在腔镜L2上，并将温度控制系统设置为所需温度。记录下干涉条纹的变化情况，并通过位移检测器将其转换为电信号。通过对信号的处理，可以得到腔镜L2对应的位移量。
3. 实验结果与分析
通过对不同材料样品进行实验测量，得到了它们的线胀系数。实验结果表明，所设计的干涉法线胀系数测量实验装置具有较高的测量精度和稳定性。同时，通过对样品温度变化的追踪测试，也验证了装置的可靠性和准确性。
4. 应用前景
线胀系数的测量在材料工程、建筑结构等领域具有重要的应用价值。所设计的干涉法线胀系数测量实验装置具有较高的实用性和可靠性，可广泛应用于相关领域。通过该装置，可以对不同材料的线胀系数进行精确测量，为材料的选用和工程设计提供参考数据。
结论：本文通过研究设计了一种新型的干涉法线胀系数测量实验装置，并通过实验对其进行了验证。实验结果表明，该装置具有较高的测量精度和稳定性，可广泛应用于材料科学、工程技术等领域。该装置的研究与应用有着重要的实际意义，对于提高线胀系数的测量准确性和效率具有积极的促进作用。