null静态拉伸法测量金属丝的
杨氏模量静态拉伸法测量金属丝的
杨氏模量李松 讲师
理学院
物理实验教学中心实验目的实验目的学会测量金属丝的杨氏模量
掌握光杠杆放大法测量微小长度变化的原理
学会用逐差法处理数据
实验原理实验原理 描述固体材料抵抗性变能力的重要物理量是杨氏模量，它反映了材料弹 性形变与内应力的关系，它是选择机械构件材料的依据，是工程技术中常用的参数之一 。
E= F/S /∆L/L （1）
E ─ 杨氏模量，固有属性，取决于材料
F/S ─ 应力； ∆L/L ─ 应变； F、S、L易测
∆L不易测，采用光杠杆法
光杠杆原理: 用光学转换放大的方法来测量微小长度变化，即将很难测量的∆L 转换为易于测量的标尺读数差∆n 。实验原理实验原理测量杨氏模量的原理公式
实验原理实验原理 原理图
实验仪器实验仪器杨氏模量测量仪
望远镜镜组 实验仪器 实验仪器杨氏模量测量仪 实验仪器 实验仪器望远镜镜组实验仪器实验仪器螺旋测微器
钢卷尺
测量时须用棘轮。测量者转动螺杆时对被测物施加压力的大小，会直接影响测量的准确。当测微螺杆端面与被测物接近时，应旋转棘轮，直至接触上被测物时，棘轮自动打滑，发出"嗒嗒"声，此时立即停止旋转棘轮，进行读数。 5.738mm实验内容与步骤实验内容与步骤调平：圆形水准器的水泡需居中。(实际操作中此步省略)
光杠杆的调节：将光杠杆放置在平台上，光杠杆的第三个支点搭在黑色圆盘上即可。调节光杠杆平面镜的倾角螺钉，使镜面与平台大致垂直；
调节望远镜筒呈水平且望远镜组与光杠杆镜面等高，调节调节反射镜的倾角螺丝，使调节反射镜镜面与光杠杆镜面基本平行。沿着望远镜筒上方的准星看光杠杆小镜，通过调整使望远镜筒的镜头与调节反射镜在光杠杆小镜完全成像；
调整调节反射镜，使眼睛在望远镜上方的准星位置能看到光杠杆小镜中出现标尺的像；如没有，则可微动望远镜镜组，及调整光杠杆小镜子的倾角；
将望远镜筒对准光杠杆小镜中标尺的像，在望远镜中调出标尺清晰的像。此部需要调节镜头的左右方向，倾角螺丝及调焦旋钮；
实验内容与步骤实验内容与步骤调整望远镜目镜看清十字叉丝，选定其中一条水平线作为准线。读数时需读此准线与标尺像的相交位置；
按下数显测力秤的“开/关”键，显示器显示“0.000”后用液压加力盒的调节杆加力。先测量加载过程，从14kg（注意显示器显示14.000）开始，每隔1kg
记录
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一次读数直到23kg，读取10组数据。继续加载大于23kg后再进行减载（以消除空程误差），从23kg读回到14kg。数据记入
表
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格；观测完毕应将液压调节旋杆调至最外，显示0.000后关闭仪器电源； 实验内容与步骤 实验内容与步骤用钢卷尺测出调节反射镜至标尺的距离D, ∆D=0.3cm ；
钢丝长度用钢卷尺测，测裸金属丝的长度即可，∆L=0.2cm。
取下光杠杆 ，将其在白纸上轻按一下，即可得到其三个支点的位置。通过作图，量出等腰三角形的高b, ∆b=0.05cm ；
测量钢丝直径使用螺旋测微器，选择金属丝上、中、下三处测量，且每处都在相互垂直 的方向各测一次，共测六组数据，求其平均值。 数据处理数据处理原始数据表格
用逐差法处理数据
计算Sd ,∆d, Sn , ∆N, E , ∆Enullnull∆仪1=0.005mm ∆仪2=0.5mm F=5kg ∆F= 0.01kg
= ? mm 实验注意事项实验注意事项零点修正值 的记录；
同一位置处记两次标尺读数；
整个测量过程中尽量少走动，动作要轻,保持整个测量装置稳定。如果发生变动必须重新调节，重新开始实验；
不要用手触摸光学仪器的光学表面，擦拭时要用镜头纸。
浙公网安备 33021202002483