Γιατί χρησιμοποιείται ένας οπτικός μοχλός για τη μέτρηση της επέκτασης του μεταλλικού σωλήνα σε θερμικό πείραμα;
Εδώ είναι μια καλή επιλογή:
* ενίσχυση: Ο οπτικός μοχλός χρησιμοποιεί έναν καθρέφτη που συνδέεται με τον μεταλλικό σωλήνα. Καθώς ο σωλήνας επεκτείνεται, ο καθρέφτης περιστρέφεται ελαφρώς. Αυτή η περιστροφή μεγεθύνεται από μια δέσμη φωτός που αντανακλάται από τον καθρέφτη, ο οποίος στη συνέχεια πέφτει σε κλίμακα. Η μετατόπιση στην κλίμακα είναι σημαντικά μεγαλύτερη από την πραγματική επέκταση του σωλήνα, καθιστώντας ευκολότερη τη μέτρηση.
* Μέτρηση μη επαφής: Ο οπτικός μοχλός δεν αγγίζει φυσικά τον μεταλλικό σωλήνα, εξασφαλίζοντας καμία παρέμβαση στη διαδικασία επέκτασης.
* υψηλή ευαισθησία: Ο οπτικός μοχλός μπορεί να ανιχνεύσει πολύ μικρές αλλαγές στο μήκος, καθιστώντας το κατάλληλο για τη μέτρηση της λεπτής επέκτασης των μετάλλων λόγω των μεταβολών της θερμοκρασίας.
* Απλότητα: Η ρύθμιση είναι σχετικά απλή, απαιτώντας μόνο έναν καθρέφτη, μια πηγή φωτός και μια κλίμακα.
Πώς λειτουργεί:
1. Ένας καθρέφτης συνδέεται με τον μεταλλικό σωλήνα.
2. Μια φωτεινή δέσμη κατευθύνεται προς τον καθρέφτη.
3. Καθώς ο σωλήνας επεκτείνεται λόγω θερμότητας, ο καθρέφτης περιστρέφεται ελαφρώς.
4. Η ανακλώμενη δέσμη φωτός από τον καθρέφτη αλλάζει κατεύθυνση, προκαλώντας μετατόπιση στην κλίμακα.
5. Η μετατόπιση στην κλίμακα είναι ανάλογη προς την επέκταση του μεταλλικού σωλήνα.
Πλεονεκτήματα έναντι άλλων μεθόδων:
* Υψηλότερη ακρίβεια: Σε σύγκριση με την άμεση μέτρηση χρησιμοποιώντας δαγκάνες ή ηγέτες, ο οπτικός μοχλός προσφέρει σημαντικά υψηλότερη ακρίβεια λόγω της επίδρασης ενίσχυσης.
* ελαχιστοποιεί τις παρεμβολές επαφής: Οι μετρήσεις άμεσης επαφής μπορούν να επηρεάσουν την επέκταση του σωλήνα, ενώ ο οπτικός μοχλός αποφεύγει αυτό το ζήτημα.
* ευπροσάρμοστο: Ο οπτικός μοχλός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της επέκτασης διαφόρων υλικών και σχημάτων, όχι μόνο μεταλλικών σωλήνων.
Συνοπτικά, ο οπτικός μοχλός είναι ένα ισχυρό εργαλείο για τη μέτρηση της θερμικής επέκτασης λόγω της υψηλής ευαισθησίας του, της μέτρησης της μη επαφής, της απλότητας και της ενίσχυσης. Επιτρέπει την ακριβή και ακριβή μέτρηση των αλλαγών μικρού μήκους, καθιστώντας το βασικό εργαλείο σε θερμικά πειράματα.
