大学物理实验-拉伸法测杨氏弹性模量.ppt

拉伸法测杨氏弹性模量目的1、学习用拉伸法测量金属丝杨氏模量,掌握光杠杆测定微小伸长量的原理;2、初步学会调节、使用望远镜;3、巩固练习三种基本长度测量仪器的使用。内容:测量给定钢丝的杨氏模量要求:1、望远镜视场亮度均匀2、标尺像清晰无视差,“丰”字叉丝清晰3、正确计算杨氏模量及其不确定度前言杨氏模量(Young‘smodulus),1807年因英国物理学家托马斯·杨所得到的结果而命名。它是表征材料性质的一个物理量,仅取决于材料本身的物理性质。杨氏模量的大小标志了材料的刚性,杨氏模量越大,越不容易发生形变。定义:在物体的弹性限度内,应力与应变成正比,比值被称为材料的杨氏模量,杨氏弹性模量是选定机械零件材料的依据之一是工程技术设计中常用的参数。杨氏模量的测定对研究金属材料、光纤材料、半导体、纳米材料、聚合物、陶瓷、橡胶等各种材料的力学性质有着重要意义,还可用于机械零部件设计、生物力学、地质等领域。测量杨氏模量的方法一般有拉伸法、梁弯曲法、振动法、内耗法等,还出现了利用光纤位移传感器、莫尔条纹、电涡流传感器和波动传递技术(微波或超声波)等实验技术和方法测量杨氏模量。科学家介绍——托马斯·杨托马斯·杨(ThomasYoung,1773~1829)英国物理学家、考古学家、医生,光的波动说的奠基人之一。1773年6月13日生于米尔弗顿,1829年5月10日在伦敦逝世。杨自幼天资过人,14岁就通晓拉丁、希腊、法、意、希伯莱、波斯、阿拉伯等多种语言,一生在物理、化学、生物、医学、天文、哲学、语言、考古等广泛的领域作了大量工作。1801年杨通过著名的杨氏双缝实验,首先引入干涉概念论证了波动说,又利用波动说解释了牛顿环的成因和薄膜的彩色。他还第一个测量了7种颜色光的波长。实验原理设有一根长为L、粗细均匀的钢丝,截面积为S,在外力F的作用下伸长△L。根据胡克定律,在弹性限度内,应变与应力成正比,即式中比例系数Y叫做杨氏弹性模量。若钢丝的直径为d,则,所以在国际制中,Y的单位为。光杠杆镜尺法是一种利用光学原理把微小长度的变化加以放大后,再进行测量的方法。,,就是光杠杆的放大倍数测量公式实验仪器