大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)楊氏模量

關(guān)于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)楊氏模量內(nèi)容實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)儀器2實(shí)驗(yàn)原理3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟4數(shù)據(jù)記錄和處理5第2頁,共23頁，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆沼蒙扉L法測(cè)量金屬絲楊氏模量的方法理解光杠桿測(cè)量長度微小變化的原理學(xué)會(huì)用逐差法處理數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量結(jié)果的不確定度分析第3頁,共23頁，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)儀器楊氏模量測(cè)定儀螺旋測(cè)微計(jì)游標(biāo)卡尺米尺砝碼待測(cè)金屬絲第4頁,共23頁，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)原理1、楊氏模量的物理意義：描述材料抵抗形變能力的物理量，該值越大，材料越不容易變形。式中S為金屬絲橫截面積：L為金屬絲的長度

L為其受拉力F后的伸長量應(yīng)變楊式模量定義為：第5頁,共23頁，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)原理金屬絲橫截面積S：楊式模量定義為：式中金屬絲原長L可由米尺測(cè)量，鋼絲直徑d可用螺旋測(cè)微儀測(cè)量，外力F可由實(shí)驗(yàn)中鋼絲下面懸掛的砝碼的重力給出，而ΔL是一個(gè)微小長度變化量，本實(shí)驗(yàn)利用光杠桿的光學(xué)放大作用實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬絲微小伸長量

L的間接測(cè)量。d為細(xì)鐵絲的直徑第6頁,共23頁，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)原理2、光杠桿測(cè)量長度的微小變化：楊氏模量測(cè)定儀：核心部件是光杠桿系統(tǒng)（由光杠桿鏡架與望遠(yuǎn)鏡組成）。第7頁,共23頁，2024年2月25日，星期天1-金屬絲2-光杠桿

3-平臺(tái)4-掛鉤5-砝碼6-三角底座7-標(biāo)尺

8-望遠(yuǎn)鏡

楊氏模量儀示意圖第8頁,共23頁，2024年2月25日，星期天光杠桿常數(shù)

b光杠桿原理bf1f2f3Db△Lθθθ光杠桿放大原理圖第9頁,共23頁，2024年2月25日，星期天Db△Lθθθ光杠桿放大原理圖第10頁,共23頁，2024年2月25日，星期天Db△Lθθθ光杠桿放大原理圖

叫光杠桿放大率光杠桿的作用在于將微小的伸長量

L放大為豎尺上的位移l。l

叫ΔL

的光杠桿放大量第11頁,共23頁，2024年2月25日，星期天

第12頁,共23頁，2024年2月25日，星期天尺讀望遠(yuǎn)鏡組：測(cè)量時(shí)，望遠(yuǎn)鏡水平地對(duì)準(zhǔn)光杠桿鏡架上的平面反射鏡，經(jīng)光杠桿平面鏡反射的標(biāo)尺虛象又成實(shí)象于分劃板上，從兩條視距線上可讀出標(biāo)尺像上的讀數(shù)。第13頁,共23頁，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1、調(diào)節(jié)儀器：調(diào)節(jié)光杠桿和望遠(yuǎn)鏡：（1）調(diào)整望遠(yuǎn)鏡水平,光杠桿平面鏡豎直（2）調(diào)整望遠(yuǎn)鏡與光杠桿平面鏡高度相同（3）沿望遠(yuǎn)鏡外側(cè)邊沿上方使凹口、瞄準(zhǔn)星、平面鏡在同一直線上，左、右移動(dòng)望遠(yuǎn)鏡在鏡子里找到豎直尺的像;若找不到,可微調(diào)鏡子的角度,直到找到為止。（4）旋動(dòng)望遠(yuǎn)鏡目鏡,使十字叉絲清晰;再旋動(dòng)聚焦手輪,直到看清豎直尺的像。第14頁,共23頁，2024年2月25日，星期天逐次加360g砝碼，在望遠(yuǎn)鏡中讀計(jì)對(duì)應(yīng)標(biāo)尺的位置，共7次；然后將所加砝碼逐次去掉（每次減360g），并讀取相應(yīng)讀數(shù)。2、觀察金屬絲伸長變化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟第15頁,共23頁，2024年2月25日，星期天(2)在鋼絲上選不同部位用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量d3、測(cè)量金屬絲長度L、平面鏡與豎尺之間的距離D，金屬絲直徑d，光杠桿常數(shù)b。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟(1)用鋼卷尺測(cè)量L和D(3)取下光杠桿在展開的白紙上同時(shí)按下三個(gè)尖腳的位置，用直尺作出光杠桿后腳尖到前兩尖腳連線的垂線，用游標(biāo)卡尺測(cè)出b第16頁,共23頁，2024年2月25日，星期天注意事項(xiàng)1、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)調(diào)好后，一旦開始測(cè)量ri，在實(shí)驗(yàn)過程中不能對(duì)系統(tǒng)的任何一部分進(jìn)行調(diào)整，否則，所有數(shù)據(jù)將重新再測(cè)。2、加減砝碼時(shí)要輕拿輕放，系統(tǒng)穩(wěn)定后才能讀取刻度尺，讀數(shù)過程中不要按壓桌面。3、光杠桿后腳尖不能接觸鋼絲。第17頁,共23頁，2024年2月25日，星期天數(shù)據(jù)記錄和處理1、金屬絲原長L=

(cm)

光杠桿與望遠(yuǎn)鏡鏡尺距離D=

(cm)

光杠桿常數(shù)b=

(cm)2、金屬絲直徑d測(cè)量數(shù)據(jù)3、加減砝碼后金屬絲長度變化測(cè)量4、用逐差法處理數(shù)據(jù)第18頁,共23頁，2024年2月25日，星期天逐差法加砝碼減砝碼平均值為增加4個(gè)砝碼鐵絲拉伸量ΔL的光杠桿放大量

其中第19頁,共23頁，2024年2月25日，星期天報(bào)告要求1、計(jì)算楊氏模量E：2、計(jì)算△E：測(cè)量結(jié)果的相對(duì)不確定度3、規(guī)范表示測(cè)量結(jié)果第20頁,共23頁，2024年2月25日，星期天不確定度一.二.第21頁,共23頁，2024年2月25日，星期天三.測(cè)量結(jié)果的