大学物理实验杨氏模量-课件（PPT讲稿）.ppt

目的原理仪器步骤报告要求目的原理仪器步骤报告要求实验目的?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目的原理仪器步骤报告要求实验原理 L L?:应变 S FL LE??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,伸缩短了△L则: FS:应力(单位截面上内力)应力和应变的比成为杨式模量 1、杨式模量: 本实验目标: 钢材的杨氏模量?? FL E S L F ?L?目的原理仪器步骤报告要求 2、钢丝杨式模量的测量方法: 实验原理?? FL E S L Δ L: 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:可由米尺测量思考:为什么 d 要用螺旋测微仪量, L 由米尺测量? 2??4 dS 目的原理仪器步骤报告要求实验原理光杠杆常数 b 光杠杆的光学放大原理目的原理仪器步骤报告要求光杠杆的光学放大原理实验原理 D b △L θθθ l tan tan2 ????? LblD 0 2 5 ???2 ????? LblD ? lb L= 2D ?? FL E S L 2?? 8FLD E d bl ?叫光杠杆放大率 2 l D L b ?? ??将微小的伸长量△L放大为竖尺上的位移 l 目的原理仪器步骤报告要求 2 2 2 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) E F L D d b l E F L D d b l ?? ??????? ?????思考:为什么 d 要用螺旋测微仪量, L 由米尺测量? 在传播公式中, 影响比较显著,所以选择精度高的仪器 2 dd ?实验原理 2?? 8FLD E d bl 关于仪器选择:砝码卷尺卷尺千分尺卡尺米尺测量范围相对不却定度目的原理仪器步骤报告要求尺读望远镜组: 测量时,望远镜水平地对准光杠杆镜架上的平面反射镜,经光杠杆平面镜反射的标尺虚象又成实象于分划板上,从两条视距线上可读出标尺像上的读数。实验原理望远镜物镜标尺底座调焦手轮目镜目的原理仪器步骤报告要求实验仪器杨氏模量测定仪螺旋测微计(仪器误差: ) 游标卡尺(仪器误差: ) 米尺(仪器误差: ) 砝码(仪器误差: ) 标尺(仪器误差: ) 待测金属丝 mm 004 .0? mm 02 .0? mm 1?g1? mm ?目的原理仪器步骤报告要求实验步骤 1、调节仪器: 调节光杠杆和望远镜: ( 1)调整望远镜水平,光杠杆平面镜竖直(2)调整望远镜与光杠杆平面镜高度相同(3)沿望远镜外侧边沿上方使凹口、瞄准星面镜在同一直线上,左、右移动望远镜在镜子里找到竖直尺的像;若找不到,可微调镜子的角度,直到找到为止。(4)旋动望远镜目镜,使十字叉丝清晰;再旋动聚焦手轮,直到看清竖直尺的像。