实验报告杨氏模量测量.doc
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文档介绍:

实验报告:杨氏模量的测定

杨氏模量的测定(伸长法)

【实验目的】

1.用伸长法测定金属丝的杨氏模量

2.学习光杠杆原理并掌握使用方法

【实验仪器】

伸长仪;光杆杆;螺旋测微器;游标尺;钢卷尺和米尺;望远镜(附标尺)。

【实验原理】

物体在外力作用下或多或少都要发生形变,当形变不超过某一限度时,撤走外力之后形变能随之消失,这种形变叫弹性形变,发生弹性形变时物体内部将产生恢复原状的内应力。

设有一截面为S,长度为的均匀棒状(或线状)材料,受拉力F拉伸时,伸长了,其单位面积截面所受到的拉力称为胁强,而单位长度的伸长量称为胁变。根据胡克定律,在弹性形变范围内,棒状(或线状)固体胁变与它所受的胁强成正比:

其比例系数取决于固体材料的性质,反应了材料形变和内应力之间的关系,称为杨氏弹性模量。 (1)

图 光杠杆原理 DbMΔAO 右图是光杠杆镜测微小长度变化量的原理图。左侧曲尺状物为光杠杆镜,M是反射镜,b为光杠杆镜短臂的杆长,B为光杆杆平面镜到尺的距离,当加减砝码时,b边的另一端则随被测钢丝的伸长、缩短而下降、上升,从而改变了M镜法线的方向,使得钢丝原长为时,从一个调节好的位于图右侧的望远镜看M镜中标尺像的读数为;而钢丝受力伸长后,光杠杆镜的位置变为虚线所示,此时从望远镜上看到的标尺像的读数变为。这样,钢丝的微小伸长量,对应光杠杆镜的角度变化量,而对应的光杠杆镜中标尺读数变化则为。由光路可逆可以得知,对光杠杆镜的张角应为

光杠杆原理

D

b

M

ΔA

O    (1) (2)

将(1)式和(2)式联列后得: (3)

考虑到,

所以:

这种测量方法被称为放大法。由于该方法具有性能稳定、精度高,而且是线性放大等优点,所以在设计各类测试仪器中有着广泛的应用。

【实验内容】

1.2kg砝码盘挂在钢丝下端钢丝拉直,调节杨氏模量仪底盘下面的3个底脚螺丝,同时观察放在平台上的水准尺,直至中间平
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