文档介绍：杨氏弹性模量是表征固体性质的重要物理量,尤其在工程技术中有其重要的意义,常用于固体材料抗形变能力的描述和作为选定机械构件的依据。测量杨氏弹性模量的方法很多,本实验采用拉伸法。[实验目的](1)学****测量杨氏弹性模量的一种方法。(2)掌握用光杠杆法测量微小伸长量的原理和方法。(3)熟练掌握运用逐差法处理实验数据。[实验仪器]YMC—1杨氏弹性模量仪、光杠杆镜尺组、千分尺、钢卷尺、m千克砝码若干。[实验原理]在外力作用下,固体发生的形状变化叫形变,形变分弹性形变和范性形变。本实验测量钢丝杨氏弹性模量是在钢丝的弹性范围内进行的,属弹性形变的问题,最简单的弹性形变是在弹性限度内棒状物受外力后的伸长和缩短。设一根长度为L、横截面积为S的钢丝,沿长度方向施加外力F后,钢丝伸长ΔL。根据胡克定律:胁变(ΔL/L)与胁强(F/S)成正比,写成等式后,胁变前的比例系数就是杨氏弹性模量即(17—1)Y就是该钢丝的杨氏弹性模量,单位是NM-2。由式(17-1)可知,只要测量出等号右端的F、L、S、ΔL等量,即可测定杨氏弹性模量Y。显然,F、L、S可用一般量具测出,而钢丝的微小伸长量ΔL,使用一般的量具进行精确的测量是困难的,这是因为ΔL很小,当L为1m,S为1mm2时,每牛顿力的伸长量ΔL约为5×10-3mm),不能用直尺测量,也不便于用大型卡尺和千分尺测量,所以,通常采用光杠杆法。图17-1杠杆的放大原理是大家熟知的,若利用光的性质,采用适当的装置,使之起到同样放大作用,这种装置就称为光杠杆(图17-1)。光杠杆是由T型足架和小镜组成,测量时,还必须加上读数系统的镜尺组(望远镜和标度尺,参阅图17-2)。在本实验中,光杠杆足架上的前双足应安放在杨氏模量仪固定平台上的沟槽内,后单足则置于钢丝下端的圆柱形夹头上。当钢丝伸长ΔL时,光杠杆后单足随钢丝夹头下降ΔL,此时,光杠杆小镜后仰α角(图17-2),则:其中,b为光杠杆后单足到前双足的垂直距离。图17-2这时,望远镜中标尺的示值由n1变为n2,N=n2-n1。当镜面后仰α角时,镜面的法线也随之后仰α角,所以,入射线和反射线的夹角成为2α,设镜面到标尺的距离为D,则,因为ΔL很小,α也很小,所以又可写为tg2α=2α,即这样有(17—2)可见,只要用直尺测量出N、b、D,即可很好地测定出原来不易测量准确的微小伸长量ΔL,这就是光杠杆的放大原理,而,即则是光杠杆的放大倍数。将(17-2)式和钢丝的横截面积公式代入(1–3–1)式,即可得到在实验中测量杨氏弹性模量的关系式,(17—3)[思考题]?怎样提高光杠杆法的测量精度??用逐差法处理数据有什么优点??为什么?,胁变为横轴作图,用作图法得出杨氏弹性模量的测量结果。摸挣纳乐谤欧嘱痔惩震函滞吁辊事雇瞎肺摈执城汛惋骗