文档介绍：-4-
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大连理工大学
大学物理实验报告
院（系）材料学院专业材料物理班级0705
姓名童凌炜学号200767025实验台号
实验时间2008年H月11日,第丑_周，星期二第5・6节
实验名称拉伸法测弹性模量
教师评语
实验目的与要求：
.用拉伸法测定金属丝的弹性模量。
.掌握光杠杆镜尺法测定长度微小变化的原理和方法。
.学会处理实验数据的最小二乘法。
主要仪器设备：
弹性模量拉伸仪（包括钢丝和平面镜、直尺和望远镜所组成的光杠杆装置），米尺，螺旋测微器
实验原理和内容：

一粗细均匀的金属丝，长度为1,截面积为S,一端固定后竖直悬挂，下端挂以质量为m的祛码；则金属丝在外力F=mg的作用下伸长lo单位截面积上所受的作用力F/S称为应力，单位长度的伸长量1/1称为应变。
有胡克定律成立：在物体的弹性形变范围内，应力F/S和1/1应变成正比，即
4=E刍
S1
其中的比例系数
F/S
E=-△1/1称为该材料的弹性模量。
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性质：弹性模量E与外力F、物体的长度1以及截面积S无关，只决定于金属丝的材料。
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实验中测定E,只需测得FS1和A即可，前三者可以用常用方法测得，而人的数量级
、、11
很小，故使用光杠杆镜尺法来进行较精确的测量。

tt
M
此
光杠杆的工作原理如下：初始状态下，平面镜为竖
A
位置；
时读得标尺读数为ni,得到刻度变化为
△n节1fo。n与△1呈正比关系，且根据小量
忽略及图中的相似几何关系，可以得到
b
△1=—（b称为光杠杆常数）
2B
将以上关系，和金属丝截面积计算公式代入弹性模量的计算公式，可以得到
8F1B
E=
22tAn
（式中B既可以用米尺测量，也可以用望远镜的视距丝和标尺间接测量；后者的原理见附录。）
根据上式转换，当金属丝受力Fi时，对应标尺读数为ni，则有
8IB
ni
可见F和n成线性关系,
测量多组数据后，线性回归得到其斜率,
即可计算出弹性模量Eo
F+
"DzbEino
：
已知量：分划板视距丝间距p,望远镜焦距f、转轴常数S
用望远镜的一对视距丝读出标尺上的两个读数NI、N2,读数差为No在儿何关系上忽略数量级差别大的量
后，可以得到
f1ff
x=——An,又在仪器关系上，有x=2B,则8=一，一AN,（—=loo）o
P2pp
由上可以得到平面镜到标尺的距离Bo
步骤与操作方法：
.组装、调整实验仪器
调整平面镜的安放位置和俯仰角度以确保其能够正常工作。调整望远镜的未知，使其光轴与
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平面镜的中心法线同高且使望远镜上方的照门、准星及平面镜位于同一直线上。
调节标尺，使其处于竖直位置。
通过望远镜的照门和准星直接观察平面镜，其中是否课件标尺的像来确定望远镜与平面镜的准
直关系，以保证实验能够顺利进行。
调节望远镜，使其能够看清十字叉丝和平面镜中所反射的标尺的像，同时注意消除视差。
.测量
打开弹性模量拉伸仪，在金属丝上加载拉力（通过显示屏读数）
，记下望远镜中标尺