实验6拉伸法测定金属的杨氏模量实验指导书

拉伸法测定金属的杨氏模量实验指导书1．实验仪器杨氏模量仪、光杠杆、尺读望 远镜、游标卡尺、千分尺、钢卷尺、砝码2．教学内容与要求2.1掌握拉伸法测定金属杨氏模量的方法：本实验利用钢丝在外力拉伸时产生形

拉伸法测定金属的杨氏模量实验指导书 1 ．实验仪器 杨氏模量仪、光杠杆、尺读望远镜、游标卡尺、千分尺、钢卷尺、砝码 2 ．教学内容与要求 2.1 掌握拉伸法测定金属杨氏模量的方法： 本实验利用钢丝在外力拉伸时产生形变，使得钢丝伸长。根据胡克定律，在钢丝的弹性限 度内，钢丝的应力与应变成正比：。只要测出在一定的受力状态下，钢丝的伸长 ΔL 量就能求出钢丝的杨氏模量了。 2.2 学习用光杠杆放大测量微小长度变化量的方法： 钢丝伸长量的变化是一个微小量，用普通的方法难以测量，必须使这个微小量放大后才能 测量。本实验用光杠杆法放大微小量，放大方法如下图所示： 1ΔFΔL 从图中我们可以看到，当钢丝拉力变化时长度的变化为，此时刻度尺的读数就 ΔNΔN 变化了，而要读出是一件轻而易举 的事。我们知道： ， ；不难得出：，所以我们可以 F=Mg 得到：。又因为，所以 1 图光杠杆放大原理图 有 2.3 学习用最小二乘法处理数据。 ΔFΔN 本实验不直接计算和， NF 而是将实验中测到的和直接代入最小二乘法公式中计 ii b2791012 算及其不确定度，参看课本页公式（）、（）与（），令，之后再求 Y 出杨氏模量和它的不确定度。注意此时。 3 ．重点与难点 掌握用光杠杆放大测量微小长度变化量的方法，必需做到能把原理和实际的仪器状态相 对应。学会如何把杨氏模量仪、光杠杆和尺读望远镜三者之间的相对位置调整好。 4 ．难点指导 4.1 装置的调节 关键在于明确每一调节步骤的目的，而不是盲目地调节。首先杨氏模量的平台要水平， 就需调节水准仪气泡至中央。然后光杠杆的后足和前足的放置要能达到可以真实地反映钢丝 长度的变化，光杠杆的镜面要垂直于杨氏模量的平台。 之后就是尺读望远镜的调节了。尺读望远镜的调节要达到几个目标：