杨氏模量2013.4.ppt

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大学物理实验

实验目的
1
实验仪器
2
实验原理
3
实验内容和步骤
4
报告要求
5
主
要
内
容

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

实验仪器
杨氏模量测定仪
螺旋测微计
游标卡尺
米尺
砝码
待测金属丝

实验原理
:应变
假设一根横截面积为S,长为L的材料,在大小为F 的力的拉压下,伸缩了△L则:
:应力
应力和应变的比成为杨式模量
1、杨式模量:

2、钢丝杨式模量测量方法:
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

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

1、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
注:±,下同
(2)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

螺旋测微计零点读数: mm , 仪器误差:± 举例:












零点修正值
平均值
5
4
3
2
1
次数
(3)在钢丝上选不同部位用螺旋测微计测量d