杨氏弹性模量测定实验(精)

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。
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：
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。
杨氏弹性模量测定实验
实验原理
杨氏弹性模量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
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。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。