鋼絲楊氏模量的測量(原)

1、1鋼絲楊氏模量的測量學生：原夢蝶PB05001071實驗實驗目的：目的：掌握利用光杠桿測定微小形變的方法，在數據處理中，采用逐差法和作圖法得出測量結果，掌握這兩種數據處理的方法。實驗實驗原理：原理：人們在研究材料的彈性性質時，提出了應力FS（即力與力所作用的面積之比）和應變ΔLL（即長度或尺寸的變化與原來的長度或尺寸之比）之比的概念。在胡克定律成立的范圍內，應力和應變之比是一個常數，即LSFLLLSFE????)()(○1E被稱為材料的

2、楊氏模量。通過，在樣品截面積S上的作用應力為F，測量引起的相對伸長量ΔLL，即可○1計算出材料的楊氏模量E。因一般伸長量ΔL很小，故常采用光學放大法，將其放大，如用光杠桿測量ΔL。光杠桿見圖5.3.11。當杠桿支腳隨被測物上升或下降微小距離ΔL時，鏡面法線轉過一個角，而入射到望遠?鏡的光線轉過角，如圖5.3.12所示。當很小時，?2?lLtan?????○2式中為支腳尖到刀口的垂直距離（也叫光杠桿的臂長）。根據光的反射定律，反射角和入射

3、角相等，故當鏡面l轉動θ角時，反射光線轉動2θ角，由圖可知Db????22tan○3式中D為鏡面到標尺的距離，b為從望遠鏡中觀察到的標尺移動的距離。從和兩式得到由此得○2○3)2(DblL??)2(DblL??○4合并和兩式得○1○432.測量1^砝碼托的質量為m0，記錄望遠鏡中標尺的讀數r0作為鋼絲的起始長度。2^在砝碼托上逐次加500g砝碼（可加到3500g），觀察每增加500g時望遠鏡中標尺上的讀數ri，然后再將砝碼逐次減去，記下

4、對應的讀數，取兩組對應數據的平均值。riir3^用米尺測量金屬絲的長度L和平面鏡與標尺之間的距離D，以及光杠桿的臂長。l3.數據處理1^逐差法用螺旋測微計測金屬絲直徑d，上、中、下各測2次，共6次，然后取平均值。將每隔四項相減，得到相當ir于每次加2000g的四次測量數據，如設，，和并求出平均值和040rrb??151rrb??262rrb??373rrb??誤差。將測得的各量代入式計算E，并求出其誤差（ΔEE），正確表述E的測量結果。

5、○52^作圖法把式改寫為○5iiiMFSlEDLFr??)(2○6其中，在一定的實驗條件下，M是一個常量，若以為縱坐標，Fi為橫坐標作圖應得一直線，)(2SlEDLM?ir其斜率為M。由圖上得到M的數據后可由式計算楊氏模量○7)(2SlMDLE?○74.注意事項1^調整好光杠桿和鏡尺組之后，整個實驗過程都要防止光杠桿的刀口和望遠鏡及豎尺的位置有任何變動，特別在加減砝碼時要格外小心，輕放輕取。2^按先粗調后細調的原則，通過望遠鏡筒上的準星