Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom wordt een optische hendel gebruikt om de uitbreiding van metalen buis in thermisch experiment te meten?

Een optische hendel wordt gebruikt in thermische expansie -experimenten om de expansie van een metalen buis te meten, omdat het een zeer gevoelige en precieze methode biedt voor het detecteren van kleine veranderingen in lengte .

Dit is waarom het een goede keuze is:

* versterking: De optische hendel gebruikt een spiegel die aan de metalen buis is bevestigd. Terwijl de buis uitzet, roteert de spiegel enigszins. Deze rotatie wordt vergroot door een lichtstraal van de spiegel, die vervolgens op een schaal valt. De verplaatsing op de schaal is aanzienlijk groter dan de werkelijke uitbreiding van de buis, waardoor het gemakkelijker te meten is.

* Non-contactmeting: De optische hendel raakt de metalen buis niet fysiek aan, waardoor geen interferentie met het uitbreidingsproces wordt gewaarborgd.

* Hoge gevoeligheid: De optische hendel kan zeer kleine veranderingen in lengte detecteren, waardoor het geschikt is voor het meten van de subtiele expansie van metalen als gevolg van temperatuurveranderingen.

* eenvoud: De opstelling is relatief eenvoudig en vereist slechts een spiegel, een lichtbron en een schaal.

Hoe het werkt:

1. Een spiegel is bevestigd aan de metalen buis.

2. Een lichtstraal is gericht op de spiegel.

3. Terwijl de buis uitsteekt als gevolg van warmte, roteert de spiegel enigszins.

4. De gereflecteerde lichtstraal van de spiegel verandert van richting, waardoor een verplaatsing op de schaal wordt veroorzaakt.

5. De verplaatsing op de schaal is evenredig met de uitbreiding van de metalen buis.

Voordelen ten opzichte van andere methoden:

* Hogere precisie: In vergelijking met directe metingen met behulp van remklauwen of heersers biedt de optische hendel aanzienlijk hogere precisie vanwege het versterkingseffect.

* Minimaliseert contactinterferentie: Directe contactmetingen kunnen de uitbreiding van de buis beïnvloeden, terwijl de optische hendel dit probleem vermijdt.

* veelzijdig: De optische hendel kan worden gebruikt om de uitbreiding van verschillende materialen en vormen te meten, niet alleen metalen buizen.

Samenvattend is de optische hendel een krachtig hulpmiddel voor het meten van thermische expansie vanwege zijn hoge gevoeligheid, contactloze meting, eenvoud en versterkingsmogelijkheden. Het zorgt voor een nauwkeurige en nauwkeurige meting van veranderingen in kleine lengte, waardoor het een essentieel hulpmiddel is in thermische experimenten.