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,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,杨氏模量的测量,大学物理实验,杨氏模量的测量大学物理实验,内 容,实验目的,1,实验仪器,2,实验原理,3,实验内容和步骤,4,数据记录和处理,5,内 容实验目的1实验仪器2实验原理3实验内容和步骤4数,实验目的,学习用静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量,学习和掌握运用显微镜测量微小长度变化的原理和方法,掌握显微镜的调节和使用方法,学会用逐差法处理数据,进行测量结果的不确定度分析,实验目的学习用静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量,实验仪器,杨氏模量测定仪,读数显微镜装置,砝码,螺旋测微计,米尺,实验仪器杨氏模量测定仪,实验原理,1,、,杨氏模量的物理意义,：描述材料抵抗形变能力的物理量，该值越大，材料越不容易变形。,式中,S,为金属丝横截面积,L,为金属丝的长度,L,为其受拉力,F,后的伸长量,应变,杨氏模量定义为：,应力,实验原理1、杨氏模量的物理意义：描述材料抵抗形变能力的物理,金属丝横截面积,S,：,杨氏模量定义为：,式中金属丝原长,l,可由米尺测量，钢丝直径,d,可用螺旋测微仪测量，外力,mg,可由实验中钢丝下面悬挂的砝码的重力给出，而,l,是一个微小长度变化量。,d,为细铁丝的,直径,实验原理,金属丝横截面积S：杨氏模量定义为：式中金属丝原长l 可由米,杨氏模量仪示意图,1.,上梁夹板,2.,上梁水平调节镙钮,3.,金属细丝,4.,立柱,5.,防摆动装置调节镙钮,6.,十字叉丝板,7.,砝码盘,8.,望远镜筒锁紧镙钮,9.,望远镜筒,10.,支架锁紧镙钮,11.,磁性底座,12.,螺旋底脚,杨氏模量仪示意图1.上梁夹板,实验原理,2,、显微镜测量微小长度变化,在杨氏模量实验测量仪悬垂的金属丝下端连着一个十字架叉丝板，用显微镜进行测量时，就是通过显微镜的刻划板与十字叉丝的横线的关系测出来的。,1.87mm,十字叉丝,实验原理2、显微镜测量微小长度变化 在杨氏模量实验测,实验内容和步骤,1,、调节仪器：,先调节底脚螺丝，使仪器底座水平，再用上梁的微调旋钮调节夹板的水平，直到穿过夹板的细丝不靠贴小孔内壁。然后调节下梁一侧的防摆动装置，将两个螺丝分别旋进铅直细丝下连接框两侧的“,V”,形槽，并与框体之间形成两个很小的间隙，以便能够上下自由移动，又能避免发生扭转和摆动现象。,实验内容和步骤1、调节仪器：先调节底脚螺丝，使仪器,2,、观察金属丝伸长变化,实验内容和步骤,将显微镜筒装到支架上，插入磁性座，紧靠定位板直边。按显微镜工作距离大致确定物镜与被测十字叉丝屏的距离之后，用眼睛对准镜筒，转动目镜，对分划板调焦，然后沿定位板微移磁性座，在分划板上找到十字叉丝像，经磁性座升降微调，使微尺分划板的零线对准十字叉丝的横线，并微调目镜，尽量消除视差。最后锁住磁性底座。因显微镜成倒像，所以待测细丝受力伸长时，视场内的十字叉丝向上移动；细丝回缩时，叉丝向下移动。,2、观察金属丝伸长变化实验内容和步骤 将显微镜筒装到支,2,、观察金属丝伸长变化,实验内容和步骤,记下待测细丝下的砝码盘加,100g,砝码时，目镜中显示的毫米尺在十字叉丝横丝上的读数,，,以后在砝码盘上每增加一个,m=200g,的砝码，从屏上读取一次数据。然后逐一减掉砝码，又从屏上读取一组数据，将所得数据记录在以下的数据表格中。,次数,i,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,（,g,）,100,300,500,700,900,1100,1300,1500,1700,1900,尺像读数,mm,增加砝码,减少砝码,平均值,使用逐差法计算,并求出平均值,2、观察金属丝伸长变化实验内容和步骤 记下待测细丝下的,(2),在金属丝上选不同部位用螺旋测微计测量,d,3,、测量金属丝长度,l,，金属丝直径,d,。,实验内容和步骤,(1),用钢卷尺测量,l,4,、计算杨氏模量,E,及不确定度 。,5,、用作图法验证胡克定律。,(2)在金属丝上选不同部位用螺旋测微计测量d3、测量金属丝长,注意事项,1,、在增加砝码的时候，应该轻拿轻放，尽量不使金属丝摆动。,2,、注意维护金属丝的平直状态，在用螺旋测微计测量其直径时勿将其扭折，如果作实验前发现金属丝略有弯折，可在砝码盘上先加上一定量的本底砝码（约几百克），使它在伸直的状态下开始做实验。,3,、在测完上表数据后，应先测值,l,，再测其它量。,注意事项1、在增加砝码的时候，应该轻拿轻放，尽量不使金属丝摆,不确定度评定,不确定度传递公式：,质量：,金属丝长度：,直径：,不确定度评定不确定度传递公式：质量：金属丝长度：直径：,金属丝伸长量：,金属丝伸长量：,测量结果表示,:,测量结果表示:,Thank You!,Thank You!,
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