[实用新型]固体热胀冷缩演示仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种显示固体热胀冷缩的装置，适用于中学课堂中作为演示实验。

背景技术

热胀冷缩现象是大家所熟悉的热现象之一，但是人们肉眼观察到的热胀冷缩现象往往局限于气体与液体而已，例如水银温度计。而对于固体的热胀冷缩现象，由于其形变微小不易用肉眼直接观察。在中学物理课堂教学中，缺少观察固体热胀冷缩现象的演示实验无疑是一个缺憾。许多实验工作者为此设计了各种方案，但目前为止，绝大多数都是利用指针转动显示微小形变的方法。这种方法虽然一定程度上解决了热胀冷缩的观察问题，但由于放大倍率往往不够，只适于个别学生的观察，对于课堂教学仍然不够实用。

发明内容

为了克服固体的热胀冷缩现象由于其形变微小不易用肉眼直接观察的困难，弥补由于放大倍率不够不利于课堂教学的缺陷，本实用新型采用物理量转化测量的原理，大幅度提高放大倍率，使课堂教学演示固体热胀冷缩现象成为可能。

本实用新型具体技术方案是：演示仪包括铜棒、U形支架、酒精灯、钩码、平面镜以及激光笔、光屏。将铜棒一端固定在U形支架上，另一端挂上钩码，使铜棒将一带圆柄的平面镜的圆柄压在支架上，一束激光经平面镜反射后在较远的墙壁上形成一个光斑。用酒精灯加热铜棒，铜棒受热膨胀延长，依靠摩擦推动平面镜发生转动，使激光投下的光斑发生明显的移动。停止加热后，光斑又会慢慢回到原位置，如果利用喷雾器喷出水雾促使铜棒迅速降温，则会看到光斑很快回到原位。

本实用新型的最大优点就是将微小形变转化为光斑移动距离，大幅度提高了微小形变的放大倍率，由于市面上出售的激光笔可以作为激光源，因此本实验仪器取材非常简单，制作方便，易于推广。学生通过教室墙壁上光斑的移动理解固体发生的热胀冷缩现象，能够达到非常好的教学效果。

附图说明

下面结合附图和具体实验步骤对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的实施例原理示意图。

图2是铜棒与平面镜圆柄相互作用部分正视放大图。

图中1.U形木制支架，2.固定螺钉，3.铜棒，4.平面镜圆柄，5.平面镜，6.钩码，7.激光笔，8.墙壁(光屏)，9.酒精灯

具体实施方式

在图1中，铜棒3的一端用固定螺钉2固定在U形木制支架1上，另一端挂上钩码6，将平面镜5的圆柄4垂直压在U形木制支架1上。

实施例中激光笔7发出的激光经平面镜5反射后，在墙壁8上形成一个光斑，用酒精灯9给铜棒3加热后，铜棒3受热膨胀并延长，依靠摩擦力推动平面镜圆柄4并带动平面镜5发生转动，导致墙壁8上的光斑发生了明显的移动。停止加热后，光斑又会慢慢回到原位置，如果利用喷雾器喷出水雾促使铜棒3迅速降温，则会看到光斑很快回到原位。