钢丝杨氏模量的测定创立人：系统治理员 总分：100实验目的本实验采用拉伸法测量杨氏模量,要求掌握利用光杠杆测定微小形变的方法,在数据处理中, 掌握逐差法和作图法两种数据处理的方法.实验仪器乂丫 01 型金属丝杨氏模量测定仪(一套),钢卷尺,米尺,螺旋测微计,重垂等.实验原理在胡克定律成立的范围内,应力 F/S 和应变 AL/L 之比满足E= (F/S) / (AL/L) =FL/ (SAL)其中 E 为一常量,称为杨氏模量,其大小标志了材料的刚性.根据上式,只要测量出 F、AL/L、S 就可以得到物体的杨氏模量,又由于 AL 很小,直接测 量困难,故采用光杠杆将其放大,从而得到 AL.实验原理图如下列图：当.很小时,.2 tanO = AL/l,其中 l杠杆的臂长.由光的反射定律可以知道,镜面转过.,反射光线转过 2.,而且有:实验内容1 .调节仪器(1)调节放置光杠杆的平台 F 与望远镜的相对位置,使光杠杆镜面法线与望远镜轴线大体重合.(2)调节支架底脚螺丝,保证平台水平,调平台的上下位置,使管制器顶部与平台的上表面共面.(3)光杠杆的调节,光杠杆和镜尺组是测量金属丝伸长量 AL 的关键部件.光杠杆的镜面(1)和刀口(3)应平行.使用时刀口放在平台的槽内,支脚放在管制器的槽内,刀口和支脚尖应共面.(4)镜尺组的调节,调节望远镜、直尺和光杠杆三者之间的相对位置,使望远镜和反射镜处于同等高度,调节望远镜目镜视度圈(4),使目镜内分划板刻线(叉丝)清楚,用手轮(5)调焦,使标尺像清楚.2 .测量(1)祛码托的质量为 m0,记录望远镜中标尺的读数 r0 作为钢丝的起始长度.(2)在祛码托上逐次加 500g 祛码(可加到 3500g),观察每增加 500g 时望远镜中标尺上rr~的读数 i ,然后再将祛码逐次减去,记下对应的读数［,取两组对应数据的平均值 i O(3)用米尺测量金属丝的长度 L 和平面镜与标尺之间的距离 D,以及光杠杆的臂长 l O3 .数据处理(1)逐差法珅第M 隙计QI 十扇用色£ j 用.FNQGk 然后印平口色.浦.上当口际旧命行到相当干瓦力；一£川金,冲那屋划七加R%;一一& J 5j -ra -Fjj b2除一广工利飞=3 一 q 并J 求出平均值和误差-收师"医生代 J 式大 计郛二司叶直胃差 二工冏心」,7 睫煮让如同晕始影(2)作图法把式(5)改写为r = 2DLF /(SlE) = MF (6)其中 M = 2DL/(SlM),在一定的实验条件下,M 是一个常量,假设以北为纵坐标,F.为横图 1.光杠杆原理图坐标作图应得一直线,其斜率为 MO由图上得到 M 的数据后可由式(7)计算杨氏模量E = 2 DL /(SlM)(7)...
