杨氏模量实验报告 (2).docxVIP

实验报告 【实验名称】 拉伸法杨氏模量 【实验目的】 掌握拉伸法测量杨氏模量的方法 学习用光杠杆放大微小位移量的方法 练习用最小二乘法处理数据和评定测量不确定度 【实验仪器】 ZKY-YM 数显近距转镜式杨氏模量仪(包含测试架、数字拉力计、光杠杆和望远镜等)， 钢卷尺，游标卡尺，螺旋测微器，待测金属丝等。 【实验操作】 调节测试架 1) 将拉力传感器信号线接入数字拉力计信号接口，用 DC 连接线连接数字拉力计电源输出孔和背光源电源插孔。 2) 打开数字拉力计电源开关，预热10min。显示的为重量，需乘以g = 9.8N/kg。 3) 旋转光杠杆上的小型测微器的微分筒，使得光杠杆常数 D为设定值。旋转施力螺母，给金属丝施加一定的预拉力，将金属丝原本存在弯折的地方拉直。 调节望远镜 1) 将望远镜移近并正对实验架平台板。调节望远镜使镜筒中心大致与反射镜转轴等高。同时调节支架上的三个螺钉，直到从目镜中看去能看到背光源发出的明亮的光，且无视差。 2) 调节目镜视度调节手轮，使得十字分划线清晰可见。调节调焦手轮，使得视野中标尺的像清晰可见。 3) 调节支架螺钉，使十字分划线横线与标尺刻度线平行，并对齐≤2.0cm 的刻度线。水平移动支架，使十字分划线纵线对齐标尺中心。 数据测量 测量 L、H、D、d 此处的d为十次不同位置测量取平均值。 测量标尺刻度 x 与拉力F，分别测加减力时候的数值，注意此过程旋钮不能回旋。且要控制不要超过最大加力值。 实验完成后，旋松施力螺母，使金属丝自由伸长，并关闭数字拉力计。 【实验数据】 金属丝原长（用米尺测量）：L=737.6mm 反射镜转轴到标尺的垂直距离（用米尺测量）：H=699.2mm 光杠杆常数（游标卡尺和本身的螺旋测微器）： 游标卡尺读数：28.94mm 螺旋测微器读数：0.165mm 得D=29.105mm 金属丝的直径（千分尺测得）： 测量不同部位的十次结果如下（单位：mm）： 取平均值： d=0.7022mm x随F的变化： 数据处理： 1.利用最小二乘法求曲线斜率： 斜率α≈0.000448 r- 2.计算杨氏模量E=2 由公式得： E= 3. 计算不确定度 uL uD uA uB ud=u uα u 【误差分析】 [偶然误差]： a. 测量数据的不准确； b. 关于样品直径d,标尺位置X, 标尺至反射镜中心距离H, 光杠杆常数D, 金属丝长度L等的读数误差 [系统误差]：计算过程中作的两个近似处理 当金属丝拉长δL，反射镜转过的角度为: 反射光线与标尺的交点(即望远镜中看到的标尺位置)的移动量为: