光槓桿
如圖5/3所示,在長度或位置差別甚小的測量中,這是一個簡單有效的方法。它是一塊安裝在三個支點上的平面鏡,F1和F2為前面的支點,R是後面的支點。鏡的偏轉面所在的平面平行於F1、F2的連線,R安裝在待測量的位置變化的物體上,F1和F2固定於基座,使平面鏡能繞F1F2軸轉動,L是望遠鏡,S是標尺(它上面的字是反的),當光線經M反射後,標尺S上的刻度可通過望遠鏡觀測。
如果D和d是圖5/3所示的距離,則當R發生位移時,標尺上讀數位移為R位移的2D/d倍。例如,設D為1m,用一個d值約為30mm的光槓桿能得到約70倍的放大。用這個裝置去測量1m長的黃銅棒的線膨脹係數時,設溫度從10℃上升到100℃,則望遠鏡中標尺上讀數的位移將超過100mm。
光槓桿實驗
[器材]
平面鏡垂直粘在一支架上,望遠鏡,米尺
[方法]
1.如圖搭配實驗器材。
2.當支架水平、平面鏡垂直時,從望遠鏡中讀得米尺上的一個刻度值,當支架下降ΔL,平面鏡傾斜θ角時,從望遠鏡中又讀得米尺上的一個刻度值,與前一個刻度值的差是L1(如右圖)。
3.根據
θ=ΔL/D 和 2θ=L1/R → ΔL=(D*L1)/2R
即可算出支架的微小的下降量