金屬絲楊氏模量的測定

金屬絲楊氏模量的測定〔引課:）解釋楊氏模量的定義1.首先引出形變彈性形變（當外力撤除后，固體能夠完全恢復的形變）范性形變（當外力撤除后，固體留下剩余變形的形變）楊氏模量固體受外力作用發(fā)生彈性形變時，其內部應力與應變的比值稱為彈性模量。本實驗是用拉伸法來測量金屬絲的楊氏模量由此得出在彈性限度內楊氏模量的定義式為： 虧=ES其中E就是金屬絲的楊氏模量，也是本次實驗中需要求得的物理量。E是一個間接測量量，沒有任何一種儀器可以直接測量出金屬絲的楊氏模量，所以要想得到楊氏模量E，就要知道與它相關的若干量F，S，AL，L那么這樣得到這些物理量呢?由于固體的彈性是構成固體微粒之間相互作用力的宏觀表現，所以彈性模量是描述固體材料彈性形變的一個物理參數，它表達了材料抵抗外力產生拉伸（或壓縮）彈性變形的能力，是選定機械構件材料的依據，是工程中常用的重要參數。測量彈性模量的方法較多，有靜態(tài)拉伸法、彎曲法和動態(tài)振動法等。拉伸法可測量鋼絲的縱向彈性模量；彎曲法可研究鋼絲的剪切彈性模量（也稱切變模量）；振動法可對脆性材料即不能被拉伸或壓縮的材料的彈性模量進行測量。

〔正課:）實驗目的與要求〔正課:）實驗目的與要求掌握用光杠桿原理測量微小長度（或變化）的方法;學習用拉伸法測量金屬絲的彈性模量；學習用逐差法處理數據實驗原理實驗原理要想求劃，就要知道F,S要想求劃，就要知道F,S,AL,L。怎樣知道這些量呢？首先我們來看一下楊氏模量測定儀********************注意1.平臺小孔上端連著鋼絲，下端連著砝碼2.光杠桿小鏡前足置于平臺槽溝內，后足置于平臺小孔上。e +++++++++F:鋼絲受到長度方向的外力（也就是小孔平臺下端所加砝碼的重力）S:鋼絲的橫截面積1設鋼絲直徑為也則截面面積S=4兀d2鋼絲的直徑可由游標卡尺或千分尺進行測量本次實驗中，鋼絲直徑d給出d=°.601士0.003mmL:在未加外力時，鋼絲的原長AL:由于施加外力，鋼絲的伸長量。（AL非常的小，所以它需要用光杠桿原理來獲得）光杠桿原理初始時 假定平面鏡M的法線和望遠鏡光軸在同一直線上，且望遠鏡光軸和標尺垂直，從望遠鏡中讀得標尺讀數為n0增加砝碼時鋼絲受力向下有微小伸長也，主杠尖腳隨之下降也，平面鏡轉過一個角度0，根據反射定律，反射線將轉過角度29，此時，在望遠鏡中可讀到標尺的另一讀數n.I設平面鏡到標尺的距離為。，主杠尖腳到刀口間距離為b，n.與n0的距離為△〃普=象9=9 （因C彳艮小，且乩9亦很?。荨鱈=史An2Dnnn0=tg29=29（因n-n<<D，29亦很?。〥 i平面鏡到標尺的距離為D，可以通過卷尺測量出來主杠尖腳到刀口間距離為b，可以通過游標卡尺測量出來n.與n0的距離為An，An=氣-n°

實驗內容與步驟實驗內容與步驟調整彈性模量測定儀底腳螺釘，使固定鋼絲的小圓柱位于平臺圓孔中間處于自由狀態(tài)；調節(jié)光杠桿和望遠鏡，調整的目的是從望遠鏡中能夠看清標尺刻度（1） 粗調：使望遠鏡與平面鏡等高，并對準鏡面。將望遠鏡置于平面鏡前2m左右，調節(jié)標尺鉛直并使標尺平面和平面鏡平行。沿望遠鏡鏡筒上方準星方向能從平面鏡中找到標尺像，若無則左右移動望遠鏡，直到能夠找到標尺像為止（2） 細調：將望遠鏡上方的缺口、準星與鋼絲對齊（三點一線），從望遠鏡內觀察,將平面鏡的像調到中間。旋轉望遠鏡目鏡，看清分劃板刻線，然后調節(jié)望遠鏡調焦手輪，并伴隨著微調平面鏡的位置和角度。以便得到最清晰的標尺的像。*****注意*****光學系統一經調好，在測量過程中不能在移動分劃板水平刻線最好與標尺刻度的中間位置相重合。3.測量（1） 測量前預加一個砝碼，將鋼絲拉直（不計標尺讀數）。（2） 依次在砝碼鉤上加掛砝碼（每次1kg加8次，并注意砝碼應交錯放置整齊），待砝碼靜止后，記下相應的標尺讀數n,n,n,…,n。依次減少砝碼（每次1kg，1 2 3 8減到1kg為止）。記下相應的標尺讀數n,n,n,…,n。8 7 6 1（3） 取同一負荷下標尺讀數的平均值n，再用逐差法求出變化量n。（4） 用鋼卷尺測量標尺平面到光杠桿小鏡鏡面的距離D。（5） 用鋼卷尺測量鋼絲的長度L（注意測量部位）。（6） 取下光杠桿，將刀口及主桿尖腳印在紙上，用游標卡尺測量主杠尖腳至刀口間距離》，測6次取平均值。

落注筒事項1?切勿用手觸摸反射鏡面和望遠鏡鏡頭。不要打碎反射鏡。避免用力旋轉望遠鏡調焦旋鈕。加減砝碼應平穩(wěn)防止產生沖擊力。戴中斜I戴中斜I的月題在望遠鏡中找標尺成像時如果在視野中看到的不是尺子成像，而是周圍的一些景物，（比如自己的衣服，手，窗簾等）將望遠