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大学实验物理用拉伸法测量钢丝的杨氏模量

大学物理实验

用拉伸法测量钢丝的杨氏模量

中国地质大学长城学院

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实验目的

1通过实验掌握杨氏模量的物理概念及测量方法

2掌握用光杠杆法测量微小长度的原理和方法

3学会用逐差法处理实验数据

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实验原理

杨氏模量概念：

杨氏模量的物理意义：描述材料抵抗形变能力的物理量，

该

值越大，材料越不容易形变.设一根均匀的金属丝长为L,截面积

S,在受到长度方向的外力F作用下伸长△L。

S学

根据胡克定律，比例系数为杨氏模量。

由此e-

其中钢丝形变量△L很小，无法用普通测量长度的仪器测

出，采用光杠杆进行放大测量。

3

实验仪器注意事项(光杠杆的保护，操作要稳)

缺口/喵准器年…Ttt标尺准星光杠杆钢丝

目镜调焦旋钮

光杠杆平台

望远镜锁紧螺钉槽码

仰角调节螺钉物镜调焦旋钮

砝码

杨氏模量测定仪

底座、调节螺钉

4

※二、光杠杆与尺读望远镜的测量原理

光杠杆镜尺法是一种利用光学原理把微小长度的变化加以放

大后，再进行测量的方法。

D

由于Q很小

00学=0。820方-20

所以M”

虽然△L是一个难测的微小量，但由于D远大于b,经光杠杆转换后的△n

却是一个较大的量，可以直接从标尺上读出，这就是光学放大原理。

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杨氏模量实验方程

外力F作用下钢丝伸量：M-”

钢丝的截面积：s-÷mx

带入杨氏模量的定义公式一，可得：

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实验内容和步骤

实验仪器的调节

1、调节悬挂砝码的支架底座螺栓，使支架垂直。

2、调整望远镜与光杠杆平面镜高度相同。

3、沿望远镜外侧边沿上方使凹口、瞄准星、平面镜在同一

直线上，左、右移动望远镜在镜子里找到竖直尺的像。

4、旋动望远镜目镜，使十字叉丝清晰；再旋动物镜，直到看清

竖直尺的像。

※操作要领：(三水平三垂直，看到同一水平面标尺刻度)