2023年楊氏模量實驗報告模版

南昌大學(xué)物理實驗報告課程名稱:大學(xué)物理實驗實驗名稱：金屬絲楊氏模量的測定學(xué)院：理學(xué)院專業(yè)班級：應(yīng)用物理164班學(xué)生姓名:王逸群學(xué)號:實驗地點：基礎(chǔ)實驗大樓B610座位號：041實驗時間：第三周星期一下午一點開始一、實驗?zāi)康模?、學(xué)會測量楊氏模量的一種方法，掌握“光杠桿鏡”測量微小長度變化的原理。2、學(xué)會用“對稱測量”消除物理誤差。3、學(xué)會如何依實際情況對各個測量量進(jìn)行誤差估算。4、練習(xí)用逐差法、作圖法解決數(shù)據(jù)。二、實驗原理：1、物體在外力作用下或多或少都要發(fā)生形變，當(dāng)形變不超過某一限度時，撤走外力之后形變能隨之消失,這種形變叫彈性形變，發(fā)生彈性形變時物體內(nèi)部將產(chǎn)生恢復(fù)原狀的應(yīng)力。設(shè)一截面為S并且其長度為L。的均勻棒狀材料，受拉力F拉伸時，伸長了△!_,其單位面積所受到的拉力F/S稱為應(yīng)力,而單位長度的伸長量aL/L稱為應(yīng)變。根據(jù)胡克定律，在彈性范圍內(nèi)，棒狀固體應(yīng)變與他所受的應(yīng)力成正比，即F/S=EAL/LE=FLo/SALE稱為楊氏模量彈性模量E與外力F、物體長度L以及截面積的大小均無關(guān)，而只取決定于物體的材料自身的性質(zhì)。它是表征固體性質(zhì)的一個物理量。對于直徑為D的圓柱形鋼絲，其彈性模量為：E=4FL/Jid2AL2、光杠桿放大原理光杠桿測量系統(tǒng)由光杠桿反射鏡、傾角調(diào)節(jié)架、標(biāo)尺、望遠(yuǎn)鏡和調(diào)節(jié)反射鏡組成。實驗時，將光杠桿兩前足z尖放在彈性模量測定儀的固定平臺上，后足尖放在待測金屬絲的測量端面上。當(dāng)金屬絲受力后產(chǎn)生微小伸長，后足尖便隨著測量端面一起作微小移動，并使得光杠桿繞前足尖轉(zhuǎn)動一個微小角度，從而帶動光杠桿反射鏡轉(zhuǎn)相應(yīng)的微小角度,這樣標(biāo)尺的像在光杠桿反射鏡和調(diào)節(jié)反射鏡之間反射，便把這一微小角位移放大成較大的線位移。三、實驗儀器：楊氏模量測定儀、細(xì)鋼絲、標(biāo)尺、望遠(yuǎn)鏡、卷尺、螺旋測微器、游標(biāo)卡尺。四、實驗內(nèi)容和環(huán)節(jié)：(1)調(diào)整測量系統(tǒng)1、目測調(diào)整一方面調(diào)整望遠(yuǎn)鏡,使其與光杠桿等高，然后左右平移望遠(yuǎn)鏡與調(diào)節(jié)平面鏡,直到憑目測從望遠(yuǎn)鏡上方觀測到光桿反射鏡中出現(xiàn)調(diào)節(jié)平面鏡的像，再適當(dāng)轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)平面鏡直到出現(xiàn)標(biāo)尺的像。2、調(diào)焦找尺先調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡目鏡旋輪，使“十”字叉絲清楚成像；然后調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡物鏡焦距，直到標(biāo)尺像和“十”無視差。

3、細(xì)調(diào)光路水平觀測望遠(yuǎn)鏡水平叉絲所相應(yīng)的標(biāo)尺讀數(shù)和光杠桿在標(biāo)尺上的實際位置是否一致，若明顯不同，則說明入射光與反射光線未沿水平面?zhèn)鞑ィ梢赃m當(dāng)調(diào)節(jié)平面鏡的俯仰,直到望遠(yuǎn)鏡讀出的數(shù)恰好為其實際位置為止。調(diào)節(jié)過程中還應(yīng)當(dāng)兼顧標(biāo)尺像上下清楚度一致，若清楚度不同，則可以適當(dāng)調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡俯仰螺釘(2)測量數(shù)據(jù)1、一方面預(yù)2kg的拉力，將鋼絲拉直，然后逐次改變鋼絲拉力(逐次增長1kg),測量望遠(yuǎn)鏡水平叉絲相應(yīng)的讀數(shù)。由于物體受力后和撤消外力后不是立即能恢復(fù)原狀,而會產(chǎn)生彈性滯后效應(yīng)，所認(rèn)為減小該效應(yīng)帶來的誤差，應(yīng)當(dāng)在增長拉力和減小拉力過程中各測一次相應(yīng)拉力下標(biāo)尺讀數(shù)，然后取兩次結(jié)果的平均值。2、根據(jù)量程及相對不擬定度大小，用鋼卷尺測量L和H,千分尺測量D,游標(biāo)卡尺測量bo考慮到鋼絲直徑由于鋼絲截面不均勻而產(chǎn)生誤差，應(yīng)當(dāng)在鋼絲的不同位置測量多組D再取平均值。(3)數(shù)據(jù)解決由于在測最C時采用了等間距測量，適合用逐差法解決，故采用逐差法對視伸長C求平均值，并估算不確度。其中L、H、b只測量一次，由于實驗條件的限制，其不擬定度不能簡樸地由量具儀器規(guī)定的誤差限決定，而應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況估算儀器誤差限。五、實驗數(shù)據(jù)與解決：標(biāo)尺讀數(shù)0△〃=(4-%)/("/單位：cm1羯1的絕(cm)對t天差平均值?萬=(〃,+4)/20(〃4一%)/4=0.3310.0005o%=6.1750)/4=().3380.0065用=6.475(42)/4=0.3380.0065萬2二6.8(%-%)/4=。.3190.0125瓦;7.1，兀=7.5。網(wǎng)上7.825。瓦二8.151A?1=0.3315I%|二0.00896——金肩密3碎裝作1卷枝為微器羽位佚,一0叫加加林砌謨。.0。牛。一("以此微鬻的名冉長「以「。加癡二”期即D斗。」5s次懂火裝123y衿值直％JS77"mb"l網(wǎng)n。.萬Mi/h。7"小HI〃E。,他h\YY\秀i型叱Ma颯g聞乎朝用藥*xk5.’"bJ小片同二￥5?月熱切「、42加(”)二Q)"24。卜"(團(tuán)色)方土及依內(nèi))二牛S，g土一°Z(M.L±Al^)z3?I.o±I(f^)-―?，，D.AdIn)二加"1(小心)~~??-'.――

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