時計を作ろう


金属材料の熱膨張


振子の竿を構成する素材の熱膨張データをまとめます。

線膨張率で比較します。
Lt=La×(1+αt)
a [℃]で長さ La の棒が t [℃]の温度上昇で Lt の長さになった場合、αを線膨張係数と呼ぶ
出典:「基礎時計読本」


具体的にはどの程度の値か?
室温 20℃ における値を順に並べました。

素材
線膨張率×E-6 [1/K]
出典
亜鉛
30.2
理科年表2007年版
アルミ 
23.1
ジュラルミン 
21.6
真鍮 
17.5
銅 
16.5
ステンレス鋼
14.7
鉄 
11.8
木材 
繊維方向で 3〜6
インバー
0.8〜3.0
[1]
石英ガラス 
0.4〜0.55
理科年表2007年版

[1]:「ACCURATE CLOCK PENDULUMS」by Robert J. Matthys

これ即ち、
1mの棒が1℃の温度上昇で、10〜20ミクロン(1/100〜2/100mm)伸びる
ということです。

数値を見ると、木材が好材料であることがわかります。 Vienna Regulator で木材を竿に使っているのはそれ故
です。 ただし、十分な「枯れ」を必要とします。


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