关于大学物理实验杨氏模量
现在学习的是第一页，共23页
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
数据记录和处理关于大学物理实验杨氏模量
现在学习的是第一页，共23页
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
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现在学习的是第二页，共23页
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
现在学习的是第三页，共23页
实验仪器
杨氏模量测定仪
螺旋测微计
游标卡尺
米尺
砝码
待测金属丝
现在学习的是第四页，共23页
实验原理
1、杨氏模量的物理意义：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。
式中S 为金属丝横截面积：
L为金属丝的长度
L为其受拉力F后的伸长量
应变
杨式模量定义为：
现在学习的是第五页，共23页
实验原理
金属丝横截面积S ：
杨式模量定义为：
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
现在学习的是第六页，共23页
实验原理
2、光杠杆测量长度的微小变化：
杨氏模量测定仪：核心部件是光杠杆系统（由光杠杆镜架与望远镜组成）。
现在学习的是第七页，共23页
1-金属丝
2-光杠杆
3-平台
4-挂钩
5-砝码
6-三角底座
7-标尺
8-望远镜
杨氏模量仪示意图
现在学习的是第八页，共23页
光杠杆常数 b
光杠杆原理
b
f1
f2
f3
D
b
△L
θ
θ
θ
光杠杆放大原理图
现在学习的是第九页，共23页
D
b
△L
θ
θ
θ
光杠杆放大原理图
现在学习的是第十页，共23页
D
b
△L
θ
θ
θ
光杠杆放大原理图
叫光杠杆放大率
光杠杆的作用在于将微小的伸长量L放大为竖尺上的位移l。
l 叫ΔL 的光杠杆放大量
现在学习的是第十一页，共23页
现在学习的是第十二页，共23页
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。
现在学习的是第十三页，共23页
实验内容和步骤
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、
平面镜在同一直线上，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。
现在学习的是第十四页，共23页
逐次加360g砝码，在望远镜中读计对应标尺的位置，共7次；然后将所加砝码逐次去掉（每次减360g），并读取相应读数。
2、观察金属丝伸长变化
实验内容和步骤
现在学习的是第十五页，共23页
(2)在钢丝上选不同部位用螺旋测微计测量d
3、测量金属丝长度L、平面镜与竖尺之间的距离D，金属丝直径d，光杠杆常数b。
实验内容和步骤
(1)用钢卷尺测量L和D
(3)取下光杠杆在展开的白纸上同时按下三个尖脚的位置，用直尺作出光杠杆后脚尖到前两尖脚连线的垂线，用游标卡尺测出b
现在学习的是第十六页，共23页
注意事项
1、实验系统调好后，一旦开始测量ri，在实验过程中不能对系统的任何一部分进行调整，否则，所有数据将重新再测。
2、加减砝码时要轻拿轻放，系统稳定后才能读取刻度尺，读数过程中不要按压桌面。
3、光杠杆后脚尖不能接触钢丝。
现在学录和处理
1、金属丝原长L = (cm)
光杠杆与望远镜镜尺距离D = (cm)
光杠杆常数b = (cm)
2、金属丝直径d测量数据
3
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