鋼絲楊氏模量的測(cè)量(原)

1、1鋼絲楊氏模量的測(cè)量學(xué)生：原夢(mèng)蝶PB05001071實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模耗康模赫莆绽霉飧軛U測(cè)定微小形變的方法，在數(shù)據(jù)處理中，采用逐差法和作圖法得出測(cè)量結(jié)果，掌握這兩種數(shù)據(jù)處理的方法。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理：原理：人們?cè)谘芯坎牧系膹椥孕再|(zhì)時(shí)，提出了應(yīng)力FS（即力與力所作用的面積之比）和應(yīng)變?chǔ)L（即長(zhǎng)度或尺寸的變化與原來(lái)的長(zhǎng)度或尺寸之比）之比的概念。在胡克定律成立的范圍內(nèi)，應(yīng)力和應(yīng)變之比是一個(gè)常數(shù)，即LSFLLLSFE????)()(○1E被稱為材料的

2、楊氏模量。通過(guò)，在樣品截面積S上的作用應(yīng)力為F，測(cè)量引起的相對(duì)伸長(zhǎng)量ΔLL，即可○1計(jì)算出材料的楊氏模量E。因一般伸長(zhǎng)量ΔL很小，故常采用光學(xué)放大法，將其放大，如用光杠桿測(cè)量ΔL。光杠桿見(jiàn)圖5.3.11。當(dāng)杠桿支腳隨被測(cè)物上升或下降微小距離ΔL時(shí)，鏡面法線轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角，而入射到望遠(yuǎn)?鏡的光線轉(zhuǎn)過(guò)角，如圖5.3.12所示。當(dāng)很小時(shí)，?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(zhǎng)）。根據(jù)光的反射定律，反射角和入射

3、角相等，故當(dāng)鏡面l轉(zhuǎn)動(dòng)θ角時(shí)，反射光線轉(zhuǎn)動(dòng)2θ角，由圖可知Db????22tan○3式中D為鏡面到標(biāo)尺的距離，b為從望遠(yuǎn)鏡中觀察到的標(biāo)尺移動(dòng)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(cè)量1^砝碼托的質(zhì)量為m0，記錄望遠(yuǎn)鏡中標(biāo)尺的讀數(shù)r0作為鋼絲的起始長(zhǎng)度。2^在砝碼托上逐次加500g砝碼（可加到3500g），觀察每增加500g時(shí)望遠(yuǎn)鏡中標(biāo)尺上的讀數(shù)ri，然后再將砝碼逐次減去，記下

4、對(duì)應(yīng)的讀數(shù)，取兩組對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的平均值。riir3^用米尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度L和平面鏡與標(biāo)尺之間的距離D，以及光杠桿的臂長(zhǎng)。l3.數(shù)據(jù)處理1^逐差法用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)金屬絲直徑d，上、中、下各測(cè)2次，共6次，然后取平均值。將每隔四項(xiàng)相減，得到相當(dāng)ir于每次加2000g的四次測(cè)量數(shù)據(jù)，如設(shè)，，和并求出平均值和040rrb??151rrb??262rrb??373rrb??誤差。將測(cè)得的各量代入式計(jì)算E，并求出其誤差（ΔEE），正確表述E的測(cè)量結(jié)果。

5、○52^作圖法把式改寫為○5iiiMFSlEDLFr??)(2○6其中，在一定的實(shí)驗(yàn)條件下，M是一個(gè)常量，若以為縱坐標(biāo)，F(xiàn)i為橫坐標(biāo)作圖應(yīng)得一直線，)(2SlEDLM?ir其斜率為M。由圖上得到M的數(shù)據(jù)后可由式計(jì)算楊氏模量○7)(2SlMDLE?○74.注意事項(xiàng)1^調(diào)整好光杠桿和鏡尺組之后，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程都要防止光杠桿的刀口和望遠(yuǎn)鏡及豎尺的位置有任何變動(dòng)，特別在加減砝碼時(shí)要格外小心，輕放輕取。2^按先粗調(diào)后細(xì)調(diào)的原則，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡筒上的準(zhǔn)星