大学物理实验杨氏模量.ppt

目的 原理 仪器 步骤 报告要求 实验目的 掌握用伸长法测量金属丝杨氏模量的方法 理解光杠杆测量长度微小变化的原理 学会用逐差法处理数据 进行测量结果的不确定度分析 杨氏模量是描述材料抵抗形变能力的物理量，该值越大，材料越不容易变形，是工程设计的重要参数。 实验原理 胡克定律：物体在弹性形变阶段，其应力和应变成正比关系，比例系数称为弹性模量。 纵向应力和纵向应变的比为杨式模量 1、杨式模量： 实验目的 2、钢丝杨式模量的测量方法： 实验原理 ΔL: 是一个微小长度变化量，本实验利用光杠杆的光学放大作用实现对金属丝微小伸长量?L 的间接测量。 d：为细铁丝的直径，可用螺旋测微仪测量 F : 可由实验中钢丝下面悬挂的砝码的重力给出 L：可由米尺测量 思考:为什么d 要用 螺旋测微仪量,L 由米尺测量? 实验原理 光杠杆常数 b 光杠杆的光学放大原理 光杠杆的光学放大原理 实验原理 D b △L θ θ θ ? 叫光杠杆放大率 将微小的伸长量△L 放大为竖尺上的位移l 思考:为什么d 要用 螺旋测微仪量,L 由米尺测量? 在传播公式中，　　　影响比较显著,所以选择精度高的仪器 实验原理 关于仪器选择: 砝码 卷尺 卷尺 千分尺 卡尺 米尺 测量范围 相对不却定度 尺读望远镜组： 测量时，望远镜水平地对准光杠杆镜架上的平面反射镜，经光杠杆平面镜反射的标尺虚象又成实象于分划板上，从两条视距线上可读出标尺像上的读数。 实验原理 望远镜物镜 标尺 底座 调焦手轮 目镜 实验仪器 杨氏模量测定仪 螺旋测微计 (仪器误差： ） 游标卡尺(仪器误差： ） 米尺(仪器误差： ） 砝码(仪器误差： ） 标尺(仪器误差： ） 待测金属丝 实验步骤 1、调节仪器： 调节光杠杆和望远镜： 　（1）调整望远镜水平,光杠杆平面镜竖直 （2）调整望远镜与光杠杆平面镜高度相同 （3）沿望远镜外侧边沿上方使凹口、瞄准星面镜在同一直线上，左、右移动望远镜在镜子里找到竖直尺的像;若找不到,可微调镜子的角度,直到找到为止。 （4）旋动望远镜目镜,使十字叉丝清晰;再旋 动聚焦手轮,直到看清竖直尺的像。 逐次加一个砝码，在望远镜中读对应标尺的位置，共7次；然后将所加砝码逐次去掉，并读取相应读数。 2、记录金属丝伸长变化 实验步骤 加砝码 减砝码 平均值 平均 4 3 2 1 用差逐法计算每增减4个砝码，钢丝的伸长量 (2)在钢丝上选不同部位用螺旋测微计测量d（测5次） 3、测量金属丝长度L、平面镜与竖尺之间的距离D，金属丝直径d，光杠杆常数b。 (1)用钢卷尺测量L 和D（L 、D测一次） (3)取下光杠杆在展开的白纸上同时按下三个尖脚的位置，用直尺作出光杠杆后脚尖到前两尖脚连线的垂线，用游标卡尺测出b 实验步骤 1、实验系统调好后，一旦开始测量ri，在实验过程中不能对系统的任何一部分进行调整，否则，所有数据将重新再测。 2、加减砝码时要轻拿轻放，系统稳定后才能读取刻度尺，读数过程中不要按压桌面。 3、光杠杆后脚尖不能接触钢丝。 注意： 实验步骤 4、注意维护钢丝的平直状态,在钢丝两端夹点外测量直径,避免伸长部分扭折。