大学物理实验杨氏模量PPT讲稿

L bl 2D
光杠杆的作用在于将微小的伸长量L放大为竖
尺上的位移l。 l 叫ΔL 的光杠杆放大量
l 2D
L b
叫光杠杆放大率
l
△L
θ
b
θ θ
D
光杠杆放大原理图
E FL SL
d 2
S 4
L bl 2D
E
FL SL
FL
d 2 bl
8FLD
d 2bl
4 2D
尺读望远镜组：
测量时，望远镜水平 地对准光杠杆镜架上 的平面反射镜，经光 杠杆平面镜反射的标 尺虚象又成实象于分 划板上，从两条视距 线上可读出标尺像上 的读数。
E E N%
四. 测量结果表示:
E E E
0.683
E N% E
课后作业: 思考题 1, 3
(3)取下光杠杆在展开的白纸上同时按下三个 尖脚的位置，用直尺作出光杠杆后脚尖到前 两尖脚连线的垂线，用游标卡尺测出b
注意事项
1、实验系统调好后，一旦开始测量ri，在 实验过程中不能对系统的任何一部分进行 调整，否则，所有数据将重新再测。 2、加减砝码时要轻拿轻放，系统稳定后才能 读取刻度尺，读数过程中不要按压桌面。
4
式中金属丝原长L可由米尺测量， 钢丝直径d可用螺 旋测微仪测量，外力F可由实验中钢丝下面悬挂的砝 码的重力给出，而ΔL是一个微小长度变化量，本实 验利用光杠杆的光学放大作用实现对金属丝微小伸
长量L 的间接测量。
实验原理
2、光杠杆测量长度的微ຫໍສະໝຸດ Baidu变化：
杨氏模量测定仪： 核心部件是光杠杆 系统（由光杠杆镜 架与望远镜组成）。
实验内容和步骤
2、观察金属丝伸长变化
逐次加360g砝码，在望远镜中读计对应 标尺的位置，共7次；然后将所加砝码逐 次去掉（每次减360g），并读取相应读 数。
实验内容和步骤 3、测量金属丝长度L、平面镜与竖尺之间的距离D， 金属丝直径d，光杠杆常数b。
(1)用钢卷尺测量L和D
(2)在钢丝上选不同部位用螺旋测微计测量d
实验原理 1、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，材料越不容易变形。
L为其受拉力F后的伸长量
L
应变 L F
E L F
L
LS
LS
杨式模量定义为：
E
FL
SL
式中S 为金属丝横截面积：
实验原理
杨式模量定义为： E FL SL
金属丝横截面积S ： S d 2 d为细铁丝的直径
3、光杠杆后脚尖不能接触钢丝。
数据记录和处理
1、金属丝原长L =
(cm)
光杠杆与望远镜镜尺距离D = (cm)
光杠杆常数b = (cm)
2、金属丝直径d测量数据
3、加减砝码后金属丝长度变化测量
4、用逐差法处理数据
逐差法
加砝码
r 0
r 1
r 2
r 3
r 4
r 5
r 6
r 7
减砝码
r 0
r 1
E
8FLD
d 2bl
报告要求
2、计算△E：测量结果的相对不确定度
E F 2 L 2 D 2 2d 2 l 2 N % E F L D d l
E E E
3、规范表示测量结果
0.683
E N% E
不确定度
一. F.L.D.b各量均为单次测量量 ,不确定度为 :
仪器误差 / 3
实验内容和步骤
1、调节仪器：调节光杠杆和望远镜：
（1）调整望远镜水平,光杠杆平面镜竖直 （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;若找不到,可 微调镜子的角度,直到找到为止。 （4）旋动望远镜目镜,使十字叉丝清晰;再旋 动聚焦手轮,直到看清竖直尺的像。
大学物理实验杨氏模量课件
内容
1 2 3 4
5
实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容和步骤 数据记录和处理
实验目的
• 掌握用伸长法测量金属丝杨氏模量的方法 • 理解光杠杆测量长度微小变化的原理 • 学会用逐差法处理数据 • 进行测量结果的不确定度分析
实验仪器
杨氏模量测定仪 螺旋测微计 游标卡尺 米尺 砝码 待测金属丝
杨氏模量仪示意图
1-金属丝 2-光杠杆 3-平台 4-挂钩 5-砝码 6-三角底座 7-标尺 8-望远镜
光杠杆原理
f3
b f1
f2
光杠杆常数 b
l
△L
θ
b
θ θ
D
光杠杆放大原理图
光杠杆放大原理图
△L
θ
b
θ θ
D
tg L 50 L
b
b
tg2 l 2 50
D
2 l
D
l
L bl 2D
0.683
例如 : F 4 1g /1个砝码 9.80 3 0.03N
二. d,l 为多次测量量 ,其不确定度为 :
k
N
Ni
2
A
i 1
kk 1
B
仪器误差 3
A 2 B 2
0.683
三. 测量结果的不确定度与相对不确定度:
E
F
2
L
2
D
2
2d
2
l
N%
E F L D d l
r 2
r 3
r 4
r 5
r 6
平均值 r 0
r 1
r 2
r 3
r 4
r 5
r 6
r 7
l r4 r0 r5 r1 r6 r2 r7 r3
4
为增加4个砝码铁丝拉伸量ΔL的光杠杆放大量
E
8FLD
d 2bl
1.50
~
2.00
1011a
其中 F 40.3609.80 14.1N
1、计算杨氏模量 E：