文档介绍：芄南昌大学物理实验报告螁课程名称:大学物理实验膈实验名称:金属丝杨氏模量的测定羇学院:食品学院专业班级:食品科学与工程152班莂学生姓名:彭超学号:45膀实验地点:基础实验大楼B106座位号:袈实验时间:第四周星期二下午十六点开始羈实验目的:,掌握“光杠杆镜”“对称测量”、作图法处理数据螅二、实验原理:袃在外力作用下,固体材料所发生的形状变化称之为形变。形变分为弹性形变和范性形变。如果加在物体上的外力停止作用后,物体能完全恢复原状的形变称之为弹性形变;如果加在物体上的外力停止作用后,物体不能完全恢复原状的形变称之为范性形变。     芃在许多种不同的形变中,伸长(或缩短)形变是最简单、最普遍的形变之一。本实验是针对连续、均匀、各向同性的材料做成的丝,进行拉伸试验。设细丝的原长为L,横截面积为S,两端受拉力(或压力)F后,物体伸长(或缩短)。而单位长度的伸长量称为应变,单位横截面积所承受的力称为应力。根据胡克定律,在弹性限度内,应力与应变成正比关系,即荿式中比例系数E称为杨氏弹性模量,简称杨氏模量。实验证明,杨氏模量与外力F、物体的长度L和截面积S的大小无关,而只决定于物体的材料。杨氏模量是表征固体材料性质的一个重要物理量,是选定机械构件材料的依据之一。 由上式得袇在国际单位制(SI)中,E的单位为膅实验证明,杨氏模量与外力F、物体长度L和横截面积S的大小无关,只取决于被测物的材料特性,它是表征固体性质的一个物理量螂设金属丝的直径为d,则聿而是一个微小长度变化(在此实验中 ,当L≈1m时,)。因此,本实验利用光杠杆的光学放大作用实现对钢丝微小伸长量的间接测量。蚄上图是光杠杆镜测微小长度变化量的原理图。左侧曲尺状物为光杠杆镜,M是反射镜,b为光杠杆镜短臂的杆长,D为光杆杆平面镜到尺的距离,当加减砝码时,b边的另一端则随被测钢丝的伸长、缩短而下降、上升,从而改变了M镜法线的方向,使得钢丝原长为时,从一个调节好的位于图右侧的望远镜看M镜中标尺像的读数为;而钢丝受力伸长后,光杠杆镜的位置变为虚线所示,此时从望远镜上看到的标尺像的读数变为。这样,钢丝的微小伸长量,对应光杠杆镜的角度变化量,而对应的光杠杆镜中标尺读数变化则为。由光路可逆可以得知,A对光杠杆镜的张角应为。从图中用几何方法可以得出:芄将两式联立后得膁式中,相当于光杠杆镜的长臂端D的位移衿叫做光杠杆的放大倍数,由于,所以,从而获得了对微小量的线性放大,提高了的测量精度蚆这种测量方法被称为放***。由于该方法具有性能稳定、精度高,而且是线性放大等优点,所以在设计各类测试仪器中有着广泛的应用蒂考虑到金属丝受外力作用时存在着弹性滞后效应,也就是说钢丝受到拉伸力作用时,并不能立即伸长到应有的长度,而只能伸长到。同样,当钢丝受到的拉伸力一旦减小时,也不能马上缩短到应有的长度,仅缩短到。因此实验时测出的并不是金属丝应有的伸长或收缩的实际长度。为了消除弹性滞后效应引起的系统误差,测量中应包括增加拉伸力以及对应地减少拉伸力这一对称测量过程,实验中可以采用增加和减少砝码的办法实现。只要在增、减相应重量时,金属丝伸缩量取平均,就可以消除滞后量的影响。即