金屬絲楊氏模量的測定

金屬絲楊氏模量的測定PAGEPAGE4金屬絲楊氏模量的測定〔引課：〕解釋楊氏模量的定義（當(dāng)外力撤除后，固體能夠完全恢復(fù)的形變）彈性形變（當(dāng)外力撤除后，固體能夠完全恢復(fù)的形變）彈性形變（當(dāng)外力撤除后，固體留下剩余變形的形變）范性形變首先引出形變（當(dāng)外力撤除后，固體留下剩余變形的形變）范性形變楊氏模量固體受外力作用發(fā)生彈性形變時，其內(nèi)部應(yīng)力與應(yīng)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(nèi)楊氏模量的定義式為：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(guān)的若干量F，S，ΔL，L。那么這樣得到這些物理量呢？***注意***由于固體的彈性是構(gòu)成固體微粒之間相互作用力的宏觀表現(xiàn)，所以彈性模量是描述固體材料彈性形變的一個物理參數(shù)，它表達了材料抵抗外力產(chǎn)生拉伸（或壓縮）彈性變形的能力，是選定機械構(gòu)件材料的依據(jù)，是工程中常用的重要參數(shù)。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?zāi)康呐c要求1.掌握用光杠桿原理測量微小長度（或變化）的方法；2.學(xué)習(xí)用拉伸法測量金屬絲的彈性模量；3.學(xué)習(xí)用逐差法處理數(shù)據(jù)實驗原理要想求E，就要知道F，S，ΔL，L。怎樣知道這些量呢？首先我們來看一下楊氏模量測定儀平臺小孔平臺小孔小鏡前足小鏡后足小鏡前足小鏡后足****************************************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(nèi)，后足置于平臺小孔上。*********************實驗內(nèi)容與步驟調(diào)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(diào)節(jié)光杠桿和望遠鏡，調(diào)整的目的是從望遠鏡中能夠看清標(biāo)尺刻度（1）粗調(diào)：使望遠鏡與平面鏡等高，并對準(zhǔn)鏡面。將望遠鏡置于平面鏡前2m左右，調(diào)節(jié)標(biāo)尺鉛直并使標(biāo)尺平面和平面鏡平行。沿望遠鏡鏡筒上方準(zhǔn)星方向能從平面鏡中找到標(biāo)尺像，若無則左右移動望遠鏡，直到能夠找到標(biāo)尺像為止（2）細調(diào)：將望遠鏡上方的缺口、準(zhǔn)星與鋼絲對齊（三點一線），從望遠鏡內(nèi)觀察,將平面鏡的像調(diào)到中間。旋轉(zhuǎn)望遠鏡目鏡，看清分劃板刻線，然后調(diào)節(jié)望遠鏡調(diào)焦手輪，并伴隨著微調(diào)平面鏡的位置和角度。以便得到最清晰的標(biāo)尺的像。*****注意*****光學(xué)系統(tǒng)一經(jīng)調(diào)好，在測量過程中不能在移動。分劃板水平刻線最好與標(biāo)尺刻度的中間位置相重合。3.測量（1）測量前預(yù)加一個砝碼，將鋼絲拉直（不計標(biāo)尺讀數(shù)）。（2）依次在砝碼鉤上加掛砝碼（每次1kg加8次，并注意砝碼應(yīng)交錯放置整齊），待砝碼靜止后，記下相應(yīng)的標(biāo)尺讀數(shù)。依次減少砝碼（每次1kg，減到1kg為止）。記下相應(yīng)的標(biāo)尺讀數(shù)。（3）取同一負荷下標(biāo)尺讀數(shù)的平均值，再用逐差法求出變化量。（4）用鋼卷尺測量標(biāo)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(biāo)卡尺測量主杠尖腳至刀口間距離b，測6次取平均值。1.切勿用手觸摸反射鏡面和望遠鏡鏡頭。1.切勿用手觸摸反射鏡面和望遠鏡鏡頭。2.不要打碎反射鏡。3.避免用力旋轉(zhuǎn)望遠鏡調(diào)焦旋鈕。4.加減砝碼應(yīng)平穩(wěn)防止產(chǎn)生沖擊力。在望遠鏡中找標(biāo)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）將望遠鏡相對于這些景物的方向移動，再將望遠鏡上方的缺口，準(zhǔn)星，鋼絲三點一線，從望遠鏡中觀察。在望遠鏡中找標(biāo)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）將望遠鏡相對于這些景物的方向移動，再將望遠鏡上方的缺口，準(zhǔn)星，鋼絲三點一線，從望遠鏡中觀察。如果在望遠鏡中看到的標(biāo)尺成像不均勻（部分清晰，部分模糊）那是由于望遠鏡的高低不合適。從望遠鏡中看到不完整的鏡子成像。如果遇到電流表無電流指示，應(yīng)認真檢查待測電阻絲是否斷路。