杨氏模量的测定(拉伸法)

1、拉伸该测铜轻的扬氏槿量 !i -=“：，.彎Hz、” I虧划莢物固国脸做第中虧划莢物固国脸做第中卖脸目的卖脸虑理卖脸内彖注倉事项A思考题虧划莢物固国脸做第中卖验耳的】虧划莢物固国脸做第中虧划莢物固国脸做第中1、掌握用拉伸法测金属丝的杨氏模量.2、掌握光杠杆放大原理与使用方法.3、学会用逐差法进行数据处理.【卖验裝置】杨氏模量测定仪【卖验原理】胡克定律指出，在弹性限度内弹性体的应变与其应力成正比，对线材拉伸而言，即为式中的比例系数E就是该线材的杨氏模量。 单位:N/m,即帕（Pa）杨氏模量计算式中，外力F,金属丝原长人截面积均容易测量 而一般线材的拉伸形变伸长量/是个小量，不易直接测准。为此采用

2、光杠杆法。图丄为杨氏模量测定仪示意图。待测钢丝的 上端被固定于悬架，下端固定于一平台，其上可放置光杠杆的后脚 rF直尺虧划莢物固国脸做第中虧划莢物固国脸做第中钢丝0zAAA； I物镜调节旋纽物镜D舷码盘目镜to望远镜虧划莢物固国脸做第中1.光杠杆法（放大法）当金属丝受拉力伸长 少许时，光杠杆镜面便 仰起小角伏从而望远镜 中对准的标尺&读数就会 发生明显改变。与8, 及望远镜读数仏的关系参 见图2,因为&很小，有壇乔卿茨第物固吳脸做尊中乔卿茨第物固吳脸做尊中由图2可得如許=20,乔卿茨第物固吳脸做尊中本实验的D近2米；Z为8厘米左右，放大倍数氐约为50倍。P 2计算公式采用光杠杆后，可得杨氏模量

3、:SmglD加（4“ - A）z祛码质量加已知,只需测量钢丝长度Z、钢丝直径d、光杠杆长度Z、加祛码前后望远镜中标尺的读数人加和即可。乔卿茨第物固吳脸做尊中3. Q值的测量关于D值的测量，传统的方法用米尺去直接测量，但这 样做误差较大.现用长春第一光学仪器厂生产的尺读望远 镜，D值的测量可用公式2D = |x下一 xxlOO（cm）式中兀下、*上分别为望远镜筒中分划板的上叉丝和下叉丝相应to的读数值，如图3所示，且以厘米 作单位，0是尺常数，由厂家设 计所为。【卖验内彖】调整测量系统杨氏模量测定仪的水平调节;望远镜镜筒和光杠杆镜面等高;望远镜上侧目测平面镜中直尺;调节望远镜，看清望远镜中叉丝及

4、标尺度。乔卿茨第物固吳脸做尊中调节底角螺丝，使气泡居中V底角螺丝气泡&虧划莢物固国脸做第中钢丝物镜调节旋纽准亘直尺移动望远镜支架， 在望远镜上侧能看 到平面镜中直尺。目镜物镜望远镜祛码盘瞄准平面镜，调节 目镜、物镜，看清 望远镜中叉丝和平 面镜中直尺刻度。系统调整将底座调好水平，使仪器架垂直地面.加初始祛码将线线材拉直。调节望远镜、光杠杆镜面、标尺三者成物一 镜一像入射与反射关系（等高、垂直、水平）.（1）将光杠杆前脚放进平台上的槽子里，通过米尺测量,使望远镜筒（上边缘）与光杠杆小镜（上边缘）等高;（2）从望远镜筒侧面观察光杠杆小镜面，如果能在小镜中看到自己的眼睛，则光杠杆小镜与平台垂直;虧划

5、莢物固国脸做第中(3)利用米尺测量望远镜中心轴线高度,使望远镜筒平行。(4)移动望远镜，通过望远镜上方的瞄准器在光杠杆小镜中找到标尺的像。【卖验内彖】2对望远镜进行调焦镜中出现清晰的分划板叉丝(见右图);(1)调节望远镜目镜调焦旋钮，使目(2) 调节望远镜物镜调焦旋钮，使望远镜筒中出现清晰的 标尺像；(3) 分别测出望远镜筒中分划板的上叉丝和下叉丝对应的 读数值，求出D。x上(cm)x 下(cm)D(cm)虧划莢物固国脸做第中调节目镜 看清叉丝调节物镜 看清标尺刻度颔轴茨第物固吳聆做尊中I【卖验内彖】3.测(1)逐个加祛码,读出相应读二 0, 1,5, 6)；(2)再逐个减祛码读出A/ ,取其

6、平均4注意：相应的却与4”是否相差过大.舷码重 (kg)增重K(cm )减重AJcni )平均A|(cm )0I10.32020.64030.96041.28051.60061.920【卖验内彖】4. 长度及直径测量单次测量金属丝原长“用米尺），Z（在白纸上压出三个压痕后，用游标卡尺量出前点到后两点连线的垂直距离,即为Z）,多次测量金属丝直径d（螺旋测微器，6次）l(cm)Z(mm)123456d(mm)虧划莢物固国脸做第中5. 逐差法计算4A以及相应的丛=（A - 4）+（4-A）+（A - A）8F1DE _7rd AAZ其中 F =3x0.320x9.8（）乔卿茨第物固吳脸做尊中6. E

7、的不确定度的计算.可按下式计算E值的标准不确定度E并表示成Euc Eo遂差该简介使用条件：等间隔、线性变化的测量数据。优点是：充分利用各个测量数据，减小测量误差和扩大测 量范围。例如:声速的测定实验中，用行波法测量声波波长的以下一 列数据：N12345678910XjX2X3X4X5X6X7X8X9X如果直接计算每一个波峰的距离，然后平均，有：1 1Ax=(X2 XJ + (X3 X2)+ (X4X3)+ + (Xio X9)=0(Xo X)可以看出只有始末两次测量值起了作用，等效于只测心和可。O(1)将测量列按次序分为高低两组l=J为了充分利用测量数据，减小测量误差，应釆用逐差法:兀 X2X5；%X7內(2)取对应项的差值后再求平均： 1Ax = -(x6-x1) + (x7-x2) + (x8-x3) + + (务0一 冬)其中辰为5个峰值间的距离，即：I = y【注意事项】1.光杠杆的后脚一定要放入钢丝下端平台上的金属凹坑中，加减祛码时注意不要让光杠杆 的后脚跳出来;2加/减祛码时，一定要待其静止后再测量。3标尺读数若在零点两侧，应区分正负。【恩考题】人导出不确定度的计算公式叫Q试区分其中A类及B类不确定度情况；分析在本实验中哪