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实用文档
实验杨氏弹性模量的测定(拉伸法)原理,步骤及实验数据处理
【实验原理】
光杠杆放大原理
图4.4.2光杠杆放大原理图
实验过程中，所以甚至会很小。从几何关系中可以看出，当，且很小时有：
其中称作光杠杆的放大倍数，是平面镜转轴与标尺的垂直距离。仪器中，这样一来，便能把一微小位移放大成较大的容易测量的位移
测量工具
实验过程中需用到的测量工具及其相关参数、用途：
量具名称
量程(mm)
精度(mm)
误差限(mm)
用于测量
薄膜标尺
80.0
1
0.5
钢卷尺
3000.0
1
0.5
、
游标卡尺
150.00
0.02
0.02
螺旋测微器(千分尺)
25.000
0.01
0.005
【实验内容及步骤】
1.调节实验架
2.调节望远镜
(1)粗调望远镜，使望远镜大致水平，且与平面镜转轴齐高
(2)细调望远镜
十字分划线横线应对齐小于等于的刻度线（否则实验做到最后可能超出最大刻度），若十字分划线横线对齐值超过此值，可调节脚A，使其在此范围内。
3.数据测量
(1)测量、、、
用钢卷尺测量金属丝的原长，钢卷尺的始端放在金属丝上夹头的下表面（即横梁上表面），另一端对齐平台的上表面。
用钢卷尺测量标尺（即横梁下表面）到平面镜转轴的垂直距离。
光杠杆常数长度等于水平卡座的长度（用游标卡尺测量）加微型螺旋测微器读数。
以上各物理量为一次测量值，将实验数据记入表1中。
用螺旋测微器测量不同位置、不同方向的金属丝直径测量5处，注意测量前记下螺旋测微器的零差。将实验数据记入表中，并计算金属丝的平均直径。
(2)测量标尺刻度的位移与拉力
每隔1.00kg记录一次标尺的刻度于REF_Ref355613476\h表3中，（特别注意：最大允许值与清零前的值的和应小于或等于12.00kg）。然后，反向旋转施力螺母，逐渐减小金属丝的拉力，同样地，每隔1.00kg记录一次标尺的刻度于中，直到拉力为零。注：实验过程中不能再调整望远镜，并尽量保证实验桌不要有震动，以保证望远镜稳定。
加力和减力过程,施力螺母不能回旋,以避免回旋误差
【参考数据记录表格及数据处理】
表1一次性测量数据
表2金属丝直径测量数据 螺旋测微器零差
序号
1
2
3
4
5
平均值
金属丝直径
修正后金属丝直径
表3加减力时标尺刻度与对应拉力的数据
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
拉力视值
0.00
加力时标尺刻度
减力时标尺刻度
平均标尺刻度
标尺刻度改变量
1.逐差法计算金属丝的杨氏模量
金属丝直径的平均值
,质量造成的标尺刻度改变量的平均值为：
所以，杨氏模量：注意：
计算杨氏模量的不确定度
由于一次性测量数据无A类不确定度，所以一次性测量数据的合成不确定度等于B类不确定度，即。（以下各式中表示测量物理量Y的仪器的误差限）。
L的合成不确定度：
H的合成不确定度：
D的合成不确定度：
设定m和g是准确的，即m、g的合成不确定度=0，=0。
d因经多次测量，所以既有A类不确定度，也有B类不确定度。
，，
采用逐差法求得的Δx的不确定度：(注:n=4)
，，
所以采用逐差法求得的杨氏模量E的不确定度为：
故金属丝的杨氏模量的完整表达式为：
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