静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量,技术物理系,1,实 验 目 的,1,、学会测量金属丝的杨氏模量,2,、掌握光杠杆放大法测量微小长度变化的原理,3,、学会用逐差法处理数据,2,实 验 原 理,描述固体材料抵抗性变能力的重要物理量是杨氏模量，它反映了材料弹 性形变与内应力的关系，它是选择机械构件材料的依据，是工程技术中常用的参数之一 。,E=,F/S,/,L,/,L,（,1,）,E,杨氏模量，固有属性，取决于材料,F/S,应力；,L,/,L,应变；,F,、,S,、,L,易测；,L,不易测，采用,光杠杆法,F,F,L,L,3,实 验 原 理,测量杨氏模量的原理公式,4,实 验 原 理,原理图,5,实 验 仪 器,杨氏模量测量仪,望远镜镜组,6,实 验 仪 器,杨氏模量测量仪,7,实 验 仪 器,望远镜镜组,8,实 验 仪 器,螺旋测微器,钢卷尺,测量时须用棘轮。测量者转动螺杆时对被测物施加压力的大小，会直接影响测量的准确。当测微螺杆端面与被测物接近时，应旋转棘轮，直至接触上被测物时，棘轮自动打滑，发出,嗒嗒,声，此时立即停止旋转棘轮，进行读数。,5.738mm,9,实验内容与步骤,调平：圆形水准器的水泡需居中。,光杠杆的调节：将光杠杆放置在平台上，光杠杆的第三个支点搭在黑色圆盘上即可。调节光杠杆平面镜的倾角螺钉，使镜面与平台大致垂直；,调节望远镜筒呈水平且望远镜组与光杠杆镜面等高，调节调节反射镜的倾角螺丝，使调节反射镜镜面与光杠杆镜面基本平行。沿着望远镜筒上方的准星看光杠杆小镜，通过调整使望远镜筒的镜头与调节反射镜在光杠杆小镜完全成像；,10,调整调节反射镜，使眼睛在望远镜上方的准星位置能看到光杠杆小镜中出现标尺的像；如没有，则可微动望远镜镜组，及调整光杠杆小镜子的倾角；,将望远镜筒对准光杠杆小镜中标尺的像，在望远镜中调出标尺清晰的像。此部需要调节镜头的左右方向，倾角螺丝及调焦旋钮；,实验内容与步骤,11,调整望远镜目镜看清十字叉丝，选定其中一条水平线作为准线。读数时需读此准线与标尺像的相交位置；,按下数显测力秤的“开,/,关”键，显示器显示“,0.000”,后用液压加力盒的调节杆加力。先测量加载过程，从,14kg,（注意显示器显示,14.000,）开始，每隔,1kg,记录一次读数直到,23kg,，读取,10,组数据。继续加载大于,23kg,后再进行减载（以消除空程误差），从,23kg,读回到,14kg,。数据记入表格；观测完毕应将液压调节旋杆调至最外，显示,0.000,后关闭仪器电源；,实验内容与步骤,12,用钢卷尺测出调节反射镜至标尺的距离,D, ,D,=0.3cm,；,钢丝长度用钢卷尺测，测裸金属丝的长度即可，,L,=0.2cm,。,取下光杠杆 ，将其在白纸上轻按一下，即可得到其三个支点的位置。通过作图，量出等腰三角形的高,b, ,b,=0.05cm,；,测量钢丝直径使用螺旋测微器，选择金属丝上、中、下三处测量，且每处都在相互垂直 的方向各测一次，共测六组数据，求其平均值。,实验内容与步骤,13,数 据 处 理,原始数据表格,用逐差法处理数据,计算,S,d,d,S,n, ,N,E, ,E,14,次数,拉力示数,/kg,标尺读数,/mm,逐差值,/mm,加载,减载,平均,0,14.00,N,1,=,n,5,-,n,0,1,15.00,N,2,=,n,6,-,n,1,2,16.00,N,3,=,n,7,-,n,2,3,17.00,N,4,=,n,8,-,n,3,4,18.00,N,5,=,n,9,-,n,4,5,19.00,N,平均,6,20.00,S,N,7,21.00,D,=,0.3cm,8,22.00,L,=,0.2cm,9,23.00,b,=,0.05 cm,15,次数,测量值,1,2,3,4,5,6,S,d,d,/mm,仪,1,=0.005mm,仪,2,=0.5mm F=5kg,F=,0.01kg,= ? mm,16,实验注意事项,零点修正值,的记录；,同一位置处记两次标尺读数；,整个测量过程中尽量少走动，动作要轻,保持整个测量装置稳定。如果发生变动必须重新调节，重新开始实验；,不要用手触摸光学仪器的光学表面，擦拭时要用镜头纸。,17,