用光杠杆镜尺法测定钢丝的杨氏弹性模量

用光杠杆镜尺法测定钢丝的杨氏弹性模量贾肖婵实验内容测定钢丝的杨氏弹性模量教学要求掌握用光杠杆测量微小长度变化的方法，了解其应用。学习用逐差法处理实验数据。实验器材杨氏模量测定仪，望远镜标尺架，光杠杆，

用光杠杆镜尺法测定钢丝的杨氏弹性模量 贾肖婵 实验内容 测定钢丝的杨氏弹性模量 教学要求 1． 掌握用光杠杆测量微小长度变化的方法，了解其应用。 2． 学习用逐差法处理实验数据。 实验器材 1kg 杨氏模量测定仪，望远镜标尺架，光杠杆，标准砝码（），钢卷尺，游标卡尺， 螺旋测微计，重垂等。 力作用于物体所引起的效果之一是使受力物体发生形变，物体的形变可分为弹性形变 和塑性形变。固体材料的弹性形变又可分为纵向、切变、扭转、弯曲，对于纵向弹性形变 可以引入杨氏模量来描述材料抵抗形变的能力。杨氏模量是表征固体材料性质的一个重要 的物理量，是工程设计上选用材料时常需涉及的重要参数之一，一般只与材料的性质和温 度有关，与其几何形状无关。 实验测定杨氏模量的方法很多，如拉伸法、弯曲法和振动法（前两种方法可称为静态 法，后一种可称为动态法）。本实验是用静态拉伸法测定金属丝的杨氏模量。 在研究的纵向弹性形变时，根据杨氏弹性模量的特点，为了计算材料内部各点应力 和应变的方便，可将材料做成柱状。因此，本实验中的样品为一根粗细均匀的细钢丝。 __ 为了测量细钢丝的微小长度变化，实验中使用了光杠杆放，利用光杠杆不仅可以 __ 测量微小长度变化，也可测量微小角度变化和形状变化。由于光杠杆放具有稳定性好、 简单便宜、受环境干扰小等特点，在许多生产和科研领域得到广泛应用。 本实验可以在实验方法，数据处理，长度测量等方面使学员得到基本的训练。 实验原理 一、杨氏弹性模量 L__SFL 设细钢丝的原长，横截为，沿长度方向施力后，其长度改变Δ，则细钢丝上 F/SL/L 各点的应力为，应变为Δ。根据胡克定律，在弹性限度内有 3- ＝（１） 则 3- ＝（２） ２ E 比例系数即为杨氏弹性模量。在国际单位制中其单位为牛顿／米，记为Ｎ·Ｍ ２ － 。 通过分析知，作用力可由实验中钢丝下端所挂砝码的重量来确定，原长（起始状态） Sd __ 可由米尺测量，钢丝的横截，可先用螺旋测微计测出钢丝直径后算出 3- ＝（３）