大学物理实验杨氏模量学习教案.pptx

内 容
实验目的
1
实验仪器
2
实验原理
3
实验内容和步骤
4
数据记录和处理
5
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第一页，共24页。
实验(shíyàn)目的
掌握用伸长法测量(cèliáng)金属丝杨氏模量的方法
理解光杠杆测量(cèliáng)长度微小变化的原理
学会用逐差法处理数据
进行测量(cèliáng)结果的不确定度分析
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第二页，共24页。
实验(shíyàn)仪器
杨氏模量测定仪
螺旋(luóxuán)测微计
游标卡尺
米尺
砝码
待测金属丝
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实验(shíyàn)原理
1、杨氏模量的物理意义：描述材料抵抗(dǐkàng)形变能力的物理量，该值越大，材料越不容易变形。
式中S 为金属丝横截面积：
L为金属丝的长度(chángdù)
 L为其受拉力F后的伸长量
应变
杨式模量定义为：
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第四页，共24页。
实验(shíyàn)原理
金属丝横截面积S ：
杨式模量定义(dìngyì)为：
式中金属丝原长L可由米尺测量， 钢丝直径d可用螺旋测微仪测量，外力F可由实验中钢丝下面悬挂(xuánguà)的砝码的重力给出，而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
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实验(shíyàn)原理
2、光杠杆测量(cèliáng)长度的微小变化：
杨氏模量测定仪：核心部件是光杠杆系统(xìtǒng)（由光杠杆镜架与望远镜组成）。
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1-金属丝
2-光杠杆
3-平台
4-挂钩
5-砝码
6-三角底座(dǐzuò)
7-标尺
8-望远镜
杨氏模量仪示意图
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光杠杆常数(chángshù) b
光杠杆原理(ɡànɡ ɡǎn yuán lǐ)
b
f1
f2
f3
D
b
△L
θ
θ
θ
光杠杆放大(fàngdà)原理图
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D
b
△L
θ
θ
θ
光杠杆放大(fàngdà)原理图
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第九页，共24页。
D
b
△L
θ
θ
θ
光杠杆放大(fàngdà)原理图
 叫光杠杆放大率
光杠杆的作用在于将微小的伸长(shēn chánɡ)量L放大为竖尺上的位移l。
l 叫ΔL 的光杠杆放大量(dàliàng)
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