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钢丝杨氏模量的测定
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实验目的
本实验采用拉伸法测量杨氏模量， 要求掌握利用光杠杆测定微小形变的方法， 在数据处理中，掌握逐差法和作图法两种数据处理的方法。
实验仪器
MYC-1型金属丝杨氏模量测定仪（一套），钢卷尺，米尺，螺旋测微计，重垂等。
实验原理
在胡克定律成立的范围内，应力 F/S

和应变

L/L

之比满足
E=（ F/S） / （ L/L ） =FL/ （S L）
其中 E 为一常量，称为杨氏模量，其大小标志了材料的刚性。
根据上式，只要测量出 F、 L/L 、S 就可以得到物体的杨氏模量，又因为
量困难，故采用光杠杆将其放大，从而得到 L。
实验原理图如下图：

L 很小，直接测
当θ很小时，

tan

L/l

图
，其中 l 是光杠杆的臂长。
由光的反射定律可以知道，镜面转过θ，反射光线转过 2θ，而且有：
实验内容
1．调节仪器
1）调节放置光杠杆的平台 F 与望远镜的相对位置，使光杠杆镜面法线与望远镜轴线大体重合。
2）调节支架底脚螺丝，确保平台水平，调平台的上下位置，使管制器顶部与平台的上表面共面。
（3）光杠杆的调节，光杠杆和镜尺组是测量金属丝伸长量 L 的关键部件。光杠杆的镜面
1）和刀口（ 3）应平行。使用时刀口放在平台的槽内，支脚放在管制器的槽内，刀口和支脚尖应共面。
4）镜尺组的调节，调节望远镜、直尺和光杠杆三者之间的相对位置，使望远镜和反射镜
处于同等高度，调节望远镜目镜视度圈（4），使目镜内分划板刻线（叉丝）清晰，用手轮
5）调焦，使标尺像清晰。
2．测量
（1）砝码托的质量为 m0，记录望远镜中标尺的读数 r0 作为钢丝的起始长度。
（2）在砝码托上逐次加 500g 砝码（可加到 3500g），观察每增加 500g 时望远镜中标尺上
的读数

ri

，然后再将砝码逐次减去，记下对应的读数

ri'

，取两组对应数据的平均值

ri

。
（3）用米尺测量金属丝的长度

L 和平面镜与标尺之间的距离

D，以及光杠杆的臂长

l

。
3．数据处理
1）逐差法
2）作图法
把式（ 5）改写为
ri

2DLF i

/( SlE)