杨氏弹性模量测定实验(精)
3. 调节光杠杆与望远镜、米尺中部在同一高度 上。 4. 调节望远镜的位置或光杠杆镜面仰角,直至 眼睛在望远镜目镜附近能直接(不通过望远 镜筒)从光杠杆镜面中观察到标尺中部的像。
5. 调节望远镜方位和仰角调节螺丝,直至望远镜上 缺口与准星连线粗略对准光杠杆镜面。
金属丝
6. 调节望远镜目镜调焦旋钮,直至在望远镜中能 看清叉丝。
当Ф很小,有Ф=tanФ=△L/K,2Ф=tan2Ф=l/D 可得,金属丝的杨氏弹模量
d:金属丝直径 直尺 ΔL:金属丝形变长度
Φ l Φ 2
K
D
金属丝L
砝码m
拉伸法杨氏摸量测量原理图
实验仪器
实验内容
杨氏弹性模量测定仪的调节
1. 调节测定仪支架螺丝使钢丝垂 直 2. 将光杠杆后尖脚置于夹头上, 两前尖脚置于平台凹槽上。
杨氏是材料弹性性质的一个重要特征量。 本实验要求通过对金属丝杨氏弹性模量的测量, 掌握运用光杠杆镜尺法测量长度微小变化的方法; 掌握根据测量精度的要求合理选择测量仪器的方 法;并学习处理数据的两种方法---图解法和逐 差法。 在弹性限度范围内,金属丝所受应力F/S与应变 △L/L成正比,即
金属丝
7. 调节望远镜的物镜调焦旋钮直至在望远镜中能看清整个 镜面。(如果只能看到部分镜面,应调节望远镜仰角调 节螺丝,直至看到整个镜面)。
金属丝
7. 继续调节望远镜的物镜调焦旋钮, 直至在望远镜中能看清标尺中部读 数。 8. 如果只有部分标尺清楚,说明只有 部分标尺聚焦,应调节望远镜仰角 调节螺丝直至视野中标尺读数完全 清楚
逐差法
4 4
1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000
4 4
可以得到
4
1.000
4
利用实验测量值求解金属丝杨式弹性模量
:
求解Uy及U ry,并给出金属丝的杨氏弹性模量Y的标准 形式。 其中:
6. 用游标卡尺测量光杠杆前尖脚到两后尖脚的连线 的垂直长度K。 7. 用直线图解法处理实验数据,计算金属丝的杨氏 弹性模量:用逐差法处理实验数据,给出金属丝 杨氏弹性模量的标准形式。
数据处理
图解法
1. 2. 取适当比例 画直线或曲线时, 应使实验点在线 两侧均匀分布。 3. 求斜率时,应在 直线上取两点 (不能取实验数 据点),相距远 些,用符号标出, 并注明数据。
杨氏弹性模量的测定
1. 在金属丝下端先挂若干砝码(如2kg)。使金属丝完 全伸直(此砝码不计入所加作用力mg之内)。此时 望远镜读数为X0。 2. 此后每增加1.00kg砝码,望远镜读数为Xi' (i=1,2,3....7)。然后将砝码逐次减少1.00kg,相应望 远镜读数为Xi'' 。取对应于同一荷重下两次读数的平 均值Xi=(Xi' +Xi'' )/2。 3. 用钢皮尺测量光杠杆镜面到标尺距离D。 4. 用米尺测量金属丝上下两夹头间金属丝长度L。 5. 用螺旋测微计测量金属丝直径d,测量6次取平均。