实验报告。
首先，实验的目的。
本实验的目的是确定金属材料的膨胀系数，了解金属在不同温度下的热膨胀特性，为材料科学、工程热物理等领域的研究提供基础数据。 通过实验，培养学生的实验操作技能和数据处理能力，加深对热膨胀现象的理解。
二、实验原理。
金属的膨胀系数是一个物理量，它描述了金属材料的体积随温度变化而变化。 根据热膨胀定律，金属材料的长度、宽度或高度在均匀加热时会按照一定的规律膨胀。 本实验采用光学杠杆法测定了金属的线膨胀系数。 当金属受热膨胀时，其长度δl的变化与温度δt的变化成正比，比例系数为线膨胀系数。 数学表达式为：
l = λ t × l
其中 l 是金属的原始长度。
3.实验程序。
1.准备实验设备：光学杆、千分尺、米尺、烘箱、天平、待测金属样品（原长度和截面积已知）。
2.将金属样品的一端固定在米尺上，另一端与光学杆接触镜面。
3.将灯杆放在烤箱内，将烤箱温度调节到预设值，并保持恒定温度。
4.使用天平测量原始温度m1下金属样品的质量并记录数据。
5.加热炉在记录加热过程中的温度变化的同时膨胀金属样品。
6.当金属样品达到设定温度时，等待样品冷却至室温。
7.使用天平测量冷却后金属样品的质量m2并记录数据。
8.测量从光学杠杆镜到米尺上的金属样品的距离L1和L2（L1是原始长度）并记录数据。
9.金属的线膨胀系数是根据实验原理的公式计算的。
10.整理实验数据，撰写实验报告。
4、实验数据分析与处理。
1.数据记录：将实验过程中测得的数据整理成**（见附表）。 这包括样品质量 m1、m2、原始长度 l、加热时温度变化 δt、冷却后的长度 l2 以及计算出的线膨胀系数。
2.数据处理：根据实验原理公式，计算金属的线膨胀系数。 将计算结果与理论值进行比较，分析误差的原因。
3.数据图表：将实验数据绘制成图表，直观地显示金属线的膨胀系数随温度的变化趋势。 通过图表分析了解金属在不同温度下的热膨胀行为。
5.实验结论。
通过这个实验，我们成功地确定了金属材料的膨胀系数。 实验结果表明，金属材料在加热过程中有一定程度的膨胀，其线膨胀系数随温度的升高而增大。 与理论值相比，实验测得的线膨胀系数存在一定误差。 误差可能是由测量设备的精度问题、环境因素和人为错误引起的。 为了减少误差，提高实验的精度，可以采取以下措施：提高测量设备的精度，改进实验操作过程，取多次测量的平均值。 该实验不仅帮助学生掌握了确定金属热膨胀系数的方法，而且培养了他们的数据处理和实验操作能力。 通过对实验结果的分析和讨论，使学生对热膨胀现象有了更深入的了解。 在未来的学习和研究中，学生可以将本实验中学到的知识和技能应用到更广泛的应用和探索中。