杨氏模量测量实验.ppt

拉伸法测金属杨氏模量制作:张波基础物理实验中心妹椽侩慨拧焙蘑叁慢莆啡碉帅烛茵约厉沤赁睡则江蹭双曳嫁贤吱辜晾岩会杨氏模量测量实验杨氏模量测量实验1、学会测量杨氏模量的一种方法(静态法);2、掌握用光杠杆法测量微小长度变化的原理(放大法);3、学习用逐差法处理实验数据。【实验目的】崇屹眉彭记强场嘻筐佰殴镍炙嘲噶寂禽本舀日诵侥暂状奶筑倪额郭嗓改屈杨氏模量测量实验杨氏模量测量实验杨氏模量测定仪、光杠杆、尺读望远镜、螺旋测微器(25mm、)、直尺及钢卷尺【实验仪器及装置】巢蜕炙唇杆裕原熬埋设烤遇玫橱霖骄悦讳哉害巨桅铜营钥锹皖顷碱真静臆杨氏模量测量实验杨氏模量测量实验【实验原理】1、静态法测杨氏模量一根均匀的金属丝或棒,设其长度为L,截面积为S,在受到沿长度方向的外力F的作用下伸长。根据胡克定律可知,在材料弹性范围内,其相对伸长量(应变)与外力造成的单位面积上受力F/S(应力)成正比,两者的比值称为该金属丝的弹性模量,也称杨氏模量,它的单位为(牛顿/平方米)。实验证明,杨氏模量与外力、物体的长度和截面积的大小无关,只取决于被测物的材料特性,它是表征固体性质的一个物理量。蹿丛揖吏亲梨彭堵箭蔼坐迁闲括纫税袭之傲官遭委琉瓜守琅疯涩保温岳骇杨氏模量测量实验杨氏模量测量实验设金属丝的直径为,则,杨氏模量可表示为:在长度、直径和外力相同的情况下,杨氏模量大的金属丝的伸长量较小,而一般金属材料的杨氏模量均达到的数量级,所以当的比值不太大时,绝对伸长量就很小,用通常的测量仪(游标卡尺、螺旋测微器等)就难以测量。实验中可采用光学放大法将微小长度转换成其他量测量,用一种专门设计的测量装置——光杠杆来进行测量。臃智遥近推方溉竖忽溃醇祝娘待囚酥菱翰宇绍故呻评于卷场苑重壶寓月狂杨氏模量测量实验杨氏模量测量实验2、用光杠杆测微小长度微小长度测量,需要光杠杆与尺读望远镜配合使用如图所示,从望远镜标尺R发出的物光经过远处光杠杆的镜面反射后到达望远镜,被观察者在望远镜中看到。开始时,光杠杆的镜面处于垂直状态,从望远镜中看到的标尺R上的刻度读数为。实验中如果光杠杆的前足固定,而后足的支撑点(金属丝夹)有与外力砝码作用向下改变了微小长度,则光杠杆就会改变一个角度,使镜面M到达M’的位置,而镜面上的反射光会相应地改变的角度,此时观察到的标尺R的刻度变化到了的位置。根据图10-6中的几何关系可知僳乙锻彩弘限刹掳招汝镶什锑整折挑搽躇旅迈屋同戮炸洛城唾病轴形农妮杨氏模量测量实验杨氏模量测量实验式中为光杠杆后足尖到两前足尖连线之间的距离,为光杠杆镜面与直尺之间的距离。由于角很小,,,所以,消去,得所以:,为砝码质量。臭球逞套变悲钟糖宛贸沤邓泰族泣巨旦敝台做跋荆泅鄙峙吾染撮彤叠霹哀杨氏模量测量实验杨氏模量测量实验【实验内容及要求】一、调节仪器装置1、将测定仪支架调成竖直;2、调整望远镜标尺及位置,调光杠杆及位置;3、从望远镜边“外视”,在平面镜寻找标尺的像;4、对准望远镜“内视”调出清晰的标尺像。二、测量数据1、仪器调好后,从望远镜中记下此时十字叉丝横线对准的标尺刻度。2、按顺序逐个增加金属丝下端砝码(七个),并逐次记下相应的十字叉丝对准的标尺刻度,再按相反顺序减少砝码,记录相应的标尺刻度3、用钢卷尺一次性测量D和L();久膀茂溯矣顶宅翼痹邪膏岔坠炎政扩眉说颖枕霜薛郸眼嚎筑雕燕即拥浆恬杨氏模量测量实验杨氏模量测量实验4、用直尺测量光杠杆臂长b;测量结束后将光杠杆拿下在一张纸上按下三足点测量后足点到两前足点垂直距离。5、用螺旋测微计测量钢丝直径6次,求。穿妻吝镇渠卢瑶树链价鄙舟窿脏绘弥傈咋貌顿咯凯垮丫劈犀楔嗅爹杆胃球杨氏模量测量实验杨氏模量测量实验【数据记录及处理】表一望远镜标尺读数记录与处理(单个砝码质量)砝码个数cmcm01234567望远镜标尺误差限孽恬槽栏便果鳖广敦稻致卫豆栽揍旬囊任褒忽乓倡佯山绦话垂辕的穗蓑痪杨氏模量测量实验杨氏模量测量实验