1. 研究目的与意义
物体由于温度改变而产生胀缩现象，物体的这种胀缩能力由在等压条件下，单位温度变化所引起的长度的变化，即线膨胀系数表示。
线胀系数[1-2]是金属的基本热参量，是表征材料性质的重要特征，在工程设计、机械制造和材料加工等过程中具有重要作用。测量线膨胀系数的关键是测量微小位移量，下面是几种测微小位移的方法：
光杠杆法：在大学物理实验中，测量金属的线膨胀系数的传统方法是光杠杆法[3-5]，如图1所示，这种方法需要调节望远镜，标尺组和光杠杆在同一高度的光轴上。其本质是将微小长度变化量经光杠杆装置转变为微小角度变化量，再经由尺度望远镜转变为刻度尺上较大的读数变化量，从而实现对微小变化量的计算。但是这种测量方法光路较长，调节难度大，待测量较多，所以实验误差较大。
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2. 研究内容和预期目标
研究内容：
1. 掌握线膨胀系数测量的原理；
2. 掌握激光散斑测量微小位移的原理；
3. 搭建实验光路；
4. 利用matlab编程采集、分析实验现象，计算位移。
预期目标：
利用数字激光散斑照相技术测量金属铜和铝的热膨胀系数，实现在计算机控制下的快速稳定的自动测量。
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3. 研究的方法与步骤
研究方法：
在查阅资料和充分调研的基础上，对传统的测量线膨胀系数的方法稍作改进，当激光照射物体的漫射表面( 如纸张，未抛 光的金属表面，混凝土表面等) ，或者通过一个透明的漫射体时，会在其表面以及附近空间产生无规则分布的亮暗斑纹，即激光散斑。
激光笔发出的激光束照射在毛玻璃上，毛玻璃作为漫射体固定在金属杆上，通过毛玻璃散射后的激光散斑场图像被ccd 照相机采集并输入计算机。
在其他条件不变的前提下，使用控温式固体线胀系数测定仪加热金属杆，金属杆的受热伸长，带动毛玻璃移动，计算机控制 ccd 照相机按温度升高的趋势拍摄一系列随毛玻璃平移而变化的数字激光散斑图像。
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4. 参考文献
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[13]张囡囡,刘成森,房鑫,杨瑶,赵琳琳,于国辉,宋嘉琦,彭金金,孙娇月.数字激光散斑照相技术测金属的热胀系数[J].大学物理实验,2018,31(02):70-72.
[14]房鑫,刘成森,张囡囡,赵琳琳,杨瑶,孙娇月,彭金金,于国辉,宋嘉琦.数字激光散斑照相技术测金属杨氏模量[J].物理实验,2018,38(03):21-23.
[15]吕乃光．傅里叶光学［M］． 北京: 机械工业出版社，2006: 357-375．
5. 计划与进度安排
1. 2022年2月24日-3月1日，向学生下达任务书，和学生沟通毕业论文后续准备开展的各项工作；
2. 2022年2月24日-3月8日，学生需提交开题报告、外文翻译，教师审核；
3.2022年3月9日-5月31日，联系指导老师，指导学生如何开展论文的撰写，学生开始撰写论文，并规划实验计划；
4.2022年4月13日-4月26日，学生汇报论文进展情况，反馈实验中出现的问题，检查学生的进展，配合教务处的中期检查；
5.2022年5月4日-5月17日，学生需完成实验部分，完成论文的初稿，老师指导学生修改；
6.2022年5月18日5月31日，经老师指导修改后，论文定稿；
7.2022年5月25日-6月7日，教师给出论文评语、评分；
8.2022年6月1日-6月14日，学生答辩；
9.2022年6月8日-6月21日，整理资料，按照要求归档和上交。
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