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杨氏模量实验报告,(2)
南 昌 大 学 物 理 实 验 报 告
课程名称: :
大学物理测验
测验名称: :
金属丝杨氏模量得度变化(在此测验中 ,当 L1m时,F 每变化1kg 相应得约为 0、3mm)。因此,本测验利用光杠杆得光学放大作用实现对钢丝微小伸长量得间接测量。
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上图就是光杠杆镜测微小长度变化量得原理图。左侧曲尺状物为光杠杆镜,M 就是反射镜,b 为光杠杆镜短臂得杆长,D 为光杆杆平面镜到尺得距离,当加减砝码时, b 边得另一端那么随被测钢丝得伸长、缩短而下降、上升,从而变更了 M 镜法线得方向,使得钢丝原长为时,从一个调理好得位于图右侧得望远镜瞧M镜中标尺像得读数为;而钢丝受力伸长后,光杠杆镜得位置变为虚线所示,此时从望远镜上瞧到得标尺像得读数变为。这样,钢丝得微小伸长量,对应光杠杆镜得角度变化量,而对应得光杠杆镜中标尺读数变化那么为。由光路可逆可以得知,A 对光杠杆镜得张角应为。从图中用几何方法可以得出:
将两式联立后得
式中,相当于光杠杆镜得长臂端 D 得位移 叫做光杠杆得放大倍数,由于,所以,从而获得了对微小量得线性放大,提高了得测量精度 这种测量方法被称为放大法。由于该方法具有性能稳定、精度高,而且就是线性放大等优点,所以在设计各类测试仪器中有着广泛得应用 考虑到金属丝受外力作用时存在着弹性滞后效应,也就就是说钢丝受到拉伸力作用时,并不能立刻伸长到应有得长度,而只能伸长到。同样,当钢丝受到得拉伸力一旦减小时,也不能连忙缩短到应有得长度,仅缩短到。因此测验时测出得并不就是金属丝应有得伸长或收缩得实际长度。为了消释弹性滞后效应引起得系统误差,测量中应包括增加拉伸力以及对应地裁减拉伸力这一对称测量过程,测验中可以采用增加与裁减砝码得手段实现。只要在增、减相应重量时,金属丝伸缩量取平均,就可以消释滞后量得影响。即
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三、 测验仪器: :杨氏模量仪测量仪;螺旋测微器;游标尺;钢卷尺与米尺;望远镜(附标尺)。
(1)调理测定仪支架螺丝,使支架竖直,使夹头刚好穿过平台上得圆孔而不会与平台发生摩擦 (2)将杠杆后尖脚置于夹头上,两尖脚置于平台凹槽上 (3)调理光杠杆与望远镜、米尺中部在同一高度上 (4)调理望远镜得位置或光杠杆镜面仰角,直至眼睛在望远镜目镜邻近能直接(不通过望远镜筒)从光杠杆镜面中查看到标尺中部得像 (5)轻微调理望远镜方位与仰角调理螺丝,直至望远镜上缺口与准星连线粗略对准光杠杆镜面 (6)调理望远镜目镜调焦旋钮,直至在望远镜中能瞧清叉丝。
(7)调理望远镜得物镜调焦旋钮直至在望远镜中能瞧清整个镜面。(假设只能瞧到片面镜面,应调理望远镜仰角调理螺丝,直至瞧到整个镜面)。
(8)持续调理望远镜得物镜调焦旋钮,直至在望远镜中能瞧清标尺中部读数。
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(9)假设只有片面标尺领会,说明只有片面标尺聚焦,应调理望远镜仰角调理螺丝直