杨氏模量测定实验

实验仪器
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杨氏弹性模量测定仪的调节
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1. 将光杠杆调节测定仪支架 螺丝使钢丝垂直 2. 后尖脚置于夹头上，两前 后尖脚置于夹头上， 尖脚置于平台凹槽上。 尖脚置于平台凹槽上。
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0.1 0.02 0.2
cm
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逐差法
li+4 - llii –
1.000 1.000
1.000 1.000
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1.000 1.000
1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000
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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。 8 LDg m Y2 = ⋅ = 2 πd K l
UY=Y2*UrY=
Y2±UY =
(N/M2)
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数据处理 图解法
1. 2. 取适当比例 画直线或曲线时， 画直线或曲线时，应 使实验点在线两侧均 匀分布。 匀分布。 求斜率时， 求斜率时，应在直线 上取两点（ 上取两点（不能取实 验数据点）， ），相距远 验数据点），相距远 用符号标出， 些，用符号标出，并 注明数据。 注明数据。
金属丝
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杨氏弹性模量测定仪的调节
7. 继续调节望远镜的物镜调焦旋钮， 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 如果只有部分标尺清楚， 部分标尺聚焦， 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
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杨氏弹性模量测定仪的调节
5. 调节望远镜目镜调焦旋钮，直至在望远镜中能 调节望远镜目镜调焦旋钮， 看清叉丝。 看清叉丝。
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金属丝
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杨氏弹性模量测定仪的调节
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6. 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， 。（如果只能看到部分镜面 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） 节螺丝，直至看到整个镜面）。
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实验内容
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6. 用直尺测量光杠杆前尖脚到两后尖脚的连线的垂 直长度K。 直长度 。 7. 用直线图解法处理实验数据，计算金属丝的杨氏 用直线图解法处理实验数据， 弹性模量：用逐差法处理实验数据， 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。 杨氏弹性模量的标准形式。
i+4
− li ) =
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d =
uA = ∑ (di − d ) 2 = n ( n − 1)
u B = 0.004
3
= 0.0023 mm
2 2 U d = u A + uB =
d = d ± U
d
=
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杨氏弹性模量测定仪的调节
3. 调节望远镜与光杠杆在同一高度上。
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杨氏弹性模量测定仪的调节
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4. 调节望远镜位置和仰角调节螺丝，直至眼睛在望 调节望远镜位置和仰角调节螺丝， 远镜目镜附近能直接（不通过望远镜筒） 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像, 杆镜面中观察到标尺像,再将望远镜上缺口与准星 连线对准光杠杆镜面中标尺的像。 连线对准光杠杆镜面中标尺的像。
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3.
来自百度文库
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同济大学物理系 普通物理实验室
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实验内容
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1. 在金属丝下端先挂若干砝码（1kg）。使金属丝完 在金属丝下端先挂若干砝码（ ）。使金属丝完 ）。 全伸直（此砝码不计入所加作用力mg之内）。此时 之内）。 全伸直（此砝码不计入所加作用力 之内）。此时 望远镜读数为X 望远镜读数为 0。 2. 此后每增加 此后每增加1.000kg砝码，望远镜读数为 砝码， 砝码 望远镜读数为Xi' (i=1,2,3....7)。然后将砝码逐次减少 。然后将砝码逐次减少1.000kg，相应望 ， 远镜读数为Xi'' 。取对应于同一荷重下两次读数的 远镜读数为 平均值Xi＝（ ＝（Xi' ＋Xi'' ）/2。 平均值 ＝（ 。 3. 用钢皮尺测量光杠杆镜面到标尺距离 。 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 。 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 ，测量 次取平均。 用螺旋测微计测量金属丝直径d，测量5次取平均 次取平均。
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杨氏弹性模量测定实验
实验目的
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1. 掌握光杠杆镜尺法测量长度微小变化的 方 法； 2.掌握根据测量精度的要求合理选择仪器的 2.掌握根据测量精度的要求合理选择仪器的 方法； 方法； 3.学习处理数据的两种方法---图解法和逐差 学习处理数据的两种方法--3.学习处理数据的两种方法---图解法和逐差 法。
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虎克定律：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
（1） ）
d：金属丝直径 ： 直尺 ∆L：金属丝形变长度 ：
Φ l
2 Φ K D
金属丝L 金属丝
砝码m 砝码
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Φ角很小，由图可得： 角很小，由图可得： 角很小 Φ=tan Φ=∆L/K ； 2Φ=tan 2Φ=l/D 可导出：∆L=Kl/2D 可导出： （2） ）
将公式（ ） 代入公式（ ） 将公式（2）和F=mg；s=πd2/4代入公式（1） ； 代入公式 可得： 可得： N/m2（3） ）
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li+4 – li
l=[(l7-l3)+(l6-l2)+(l5-l1)+(l4-l0)]/4
4
1.000
li+4 – li
vi = (l i + 4 − l i ) − (l i + 4 − l i )
∑[ (li+4 − li ) − (li+4 − li ) Url = n(n −1)
]2 / (l