線膨脹

當外界壓力恆定、物體溫度升高時，分子的熱運動將加劇，它們彼此排斥，出現佔有更大空間的趨勢。因此絕大多數物質都具有熱脹冷縮的宏觀特性。不同材質的物體膨脹程度各不相同，而這種脹縮也是全方位的。比如，當一根圓柱形金屬棒的溫度發生變化時，不但它的軸向尺寸會變化，徑向尺寸也會變化。一般情況下，人們更關心其軸向，即長度的變化。在一維情況下，固體受熱后長度的增加稱為線膨脹。在相同條件下，不同材料的固體，其線膨脹的程度各不相同，一般用線膨脹係數來表徵物質的線膨脹特性。線膨脹係數是物質的基本物理參數之一。

材料的線膨脹大小和溫度有關，在溫度變化不大時，固體在某一方向上的伸長量與溫度的增加量成正比，還與物體的原長成正比。原長不同的固體，在升高相同溫度時，在同一方向上的伸長量是不同的。

為了描述線膨脹的特性，引入了線膨脹係數的概念。線膨脹係數即固體溫度每升高1攝氏度，引起的線度伸長量跟原長度之比。

測量線膨脹係數的方法按加熱方式分為流水加熱法、水蒸氣加熱法、電加熱法等。按測量方式分為：千分表法、組合法單色光的劈尖干涉法、光槓桿法、感測器測量法等。目前，線脹係數測量較為常見的方法是利用電加熱待測材料，利用溫度計在多個溫度工作點下，用尺度望遠鏡和光槓桿測量材料由不同狀態溫差所引起的長度變化，從而得到材料的線膨脹係數。