拉伸法测杨氏模量

拉伸法测杨氏弹性模量1、学习用拉伸法测量金属丝杨氏模量，掌握光杠杆测定微小伸长量的原理；2、初步学会调节、使用望远镜；3、巩固练习三种基本长度测量仪器的使用。要求：1、望远镜视场亮度均匀；2、标尺像清晰无视差，“丰”字叉丝清晰；3、正确计算杨氏模量及其不确定度。实验目的：前言杨氏模量(Young‘smodulus)，1807年因英国物理学家托马斯·杨所得到的结果而命名。它是表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量，杨氏模量的大小标志了材料的刚性，杨氏模量越大，材料越不容易发生形变。杨氏弹性模量是选定机械零件材料的依据之一,是工程技术设计中常用的参数。实验原理设有一根长为L、粗细均匀的钢丝，截面积为S，在外力F的作用下伸长△L。根据胡克定律，在弹性限度内，相对伸长与应力成正比，即比例系数Y叫做杨氏弹性模量。若钢丝的直径为d，则，所以在国际制中，Y的单位为。LLYSFLdFLY244/2dS2mNLFLSLLSF光杠杆镜尺法是利用光学原理把微小长度的变化加以放大后，再进行测量的方法。abc2LxlD2xDLl，光杠杆的放大倍数LSRMCGLdFLY242xDLlxldDLFY28实验仪器实验步骤1．调节杨氏模量测定仪底座螺钉，使支架、金属丝铅直，使平台水平。2．安放光杠杆。调平面镜镜面竖直，两前脚放在平台前部的槽中，后脚放在钢丝下端的夹头上的适当位置，不能接触钢丝，不要靠着圆孔边，也不要放在夹缝中。3．望远镜尺放在离光杠杆镜面约为1.5m处,调节望远镜,使望远镜和平面镜等高。调节仰俯螺钉，使望远镜水平,望远镜应对准平面镜中部,标尺要竖直.物镜准星目镜物镜调焦物镜准星目镜物镜调焦4.调整望远镜(1)镜外找像:通过望远镜筒上的缺口、准星往平面镜中观察,应看到镜面中有标尺的像。若没有标尺的像,可左右移动望远镜尺组或微调光杠杆镜面的垂直程度,直到能观察到标尺像为止。(2)镜内找像:调节目镜旋钮使“丰”字叉丝清晰，调焦使标尺像清晰。“丰”字叉丝标尺像物镜准星目镜物镜调焦(3)细调消除视差:眼睛在目镜处微微上下移动，如果叉丝的像与标尺刻度线的像出现相对位移，应重新微调目镜和物镜，直至消除为止。视差产生的原因：由于度量标尺（分划板）与被测物体（像）不共面，使得当眼睛晃动（观察位置稍微改变）时，标尺与被测物体之间会有相对移动。5、调整直尺位置，记录数据前标尺读数应在12cm以下。开始加砝码测数据。实验中手勿压桌面和在桌面加减东西。加的砝码缺口应相互错开，防止事故。记录数据砝码个数0123456标尺读数mm加不记数据减不记数据平均用逐差法处理数据序号i123平均xi=xi+3xi用米尺测量平面镜到标尺的距离D=cm；将光杠杆在白纸上压出三个足尖的痕迹，用直尺作出后脚尖到两前脚尖连线的垂线,用游标卡尺测其长度l=cm。螺旋测微计测钢丝直径取下砝码，用米尺测量测出金属丝原长（两夹头之间部分）L=cm.28πDLFYdlx计算平均值及不确定度：（n为逐差值个数，此处n=3）AxuB3222()()()cABuxuxux2()()()(1)iAxxuxSxnn3Fmg)(2YuYYC()()ccuYuYYY222222()()()()()()()()()()(2)()()cccccccuYuDuLuFuduluxYDLFldx/30.01/3BudAmm22()()()cABududud4/3cBuDuD3/3cBuLuL0.05/3cBululmmmmmm•注意事项•1．实验系统调好后，一旦开始测量，在实验过程中绝对不能对系统的任一部分进行任何调整。否则，所有数据将重新再测。•2．加减砝码时，要轻拿轻放，并使系统稳定后才能读取。•3．注意保护平面镜和望远镜，不能用手触摸镜面。•4．实验完成后，应将砝码取下，防止金属丝疲劳作业•1、回答问题：如何减小系统误差•2、书写报告•3、设计内容:测纸片厚度千分尺的读数规则千分尺使用之前应先读零点读数，然后将测量值减去零点读数才是被测物体的真实值。同时要注意零点读数的正负。例如右下两图：：0.062mm右图读数为：-0.013mm另外：测量时应注意，当测砧面快接触到被测样品时一定要用棘动轮，不能用微分筒。游标卡尺的读数规则下图所示游标卡尺的主尺读数为12.3cm，游标的读数为0.096cm，所以测量值为12.396cm