基于phyphox的单缝衍射法测金属线性膨胀系数实验的方案设计

doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.240577

大学物理 ›› 2025, Vol. 44 ›› Issue (11): 6-.doi: 10.16854/j.cnki.1000-0712.240577

基于phyphox的单缝衍射法测金属线性膨胀系数实验的方案设计

李可欣，焦政翰，但诗琪，张鸿霖，徐平川，张志娇，李勇强

西华师范大学物理与天文学院，四川南充637009

收稿日期:2024-12-11 修回日期:2025-01-23 出版日期:2026-01-19 发布日期:2026-01-19
作者简介:李可欣（2004—），女，汉族，四川资阳人，西华师范大学2022级本科生，主要的研究方向：大学物理实验的创新与改进、物理实验仪器的设计制作.
基金资助:
本项研究是2022-2024年度西华师范大学教育改革项目“素养导向下中学物理问题教学的评价和改革研究”（项目编号：403948）、“师范生全过程实践教学体系的创新与实践”（项目编号：403768）； 2024-2026年度“基于双创驱动何产学研一体化的物理自制教具创新设计、推广与综合人才培养模式的研究：（项目编号CWNUJG2024081）的阶段性成果之一.

Design of an experimental scheme for measuring the linear thermal expansion coefficient of metals via single-slit diffraction using Phyphox

Kexin LI，Zhenghan JIAO，Shiqi DAN，Honglin ZHANG，Pingchuan XU， Zhijiao ZHANG，Yongqiang LI

(School of Physics and Astronomy, China West Normal University, Nanchong, Sichuan, 637009)

Received:2024-12-11 Revised:2025-01-23 Online:2026-01-19 Published:2026-01-19

摘要/Abstract

摘要： 为优化传统实验中测量金属线性膨胀系数实验方案的不足，利用成一定比例的杠杆将夫琅禾费单缝衍射系统和金属受热膨胀系统相结合，使金属棒受热发生的微小膨胀现象转化为衍射条纹宽度变化的直观物理现象，并采用电动推杆机竖直匀速推动智能手机，使phyphox软件实时采集衍射条纹的光照度分布信息，进而实现金属线性膨胀系数的分析测量.该装置不仅可以得到高精确度的实验结果，且能有效降低实验成本；为提高学生实验创新能力、动手搭建能力提供了有效参考方案.

关键词: 金属线性膨胀系数, 单缝衍射, phyphox软件, 大学物理实验

Abstract: To optimize the measurement of metal′s linear expansion coefficient, a lever system combines Fraunhofer single-slit diffraction with thermal expansion. The small expansion is reflected in diffraction fringe changes, while Phyphox collects real-time data, enabling precise measurements. This setup improves accuracy, reduces costs, and enhances students′ innovation and practical skills.

Key words: metal expansion coefficient, single-slit diffraction, Phyphox, physics experiment.

李可欣, 焦政翰, 但诗琪, 张鸿霖, 徐平川, 张志娇, 李勇强. 基于phyphox的单缝衍射法测金属线性膨胀系数实验的方案设计[J]. 大学物理, 2025, 44(11): 6-.

Kexin LI, Zhenghan JIAO, Shiqi DAN, Honglin ZHANG, Pingchuan XU, Zhijiao ZHANG, Yongqiang LI. Design of an experimental scheme for measuring the linear thermal expansion coefficient of metals via single-slit diffraction using Phyphox[J]. College Physics, 2025, 44(11): 6-.

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基于phyphox的单缝衍射法测金属线性膨胀系数实验的方案设计

Design of an experimental scheme for measuring the linear thermal expansion coefficient of metals via single-slit diffraction using Phyphox

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