多吉欧珠论文

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1、目录一杨氏模量的物理含义及测量方法11.1杨氏模量的物理含义11.2杨氏模量的测量方法1二杨氏模量的测定（拉伸法）11.1实验目的12.2实验仪器12.3.实验原理22.3.1杨氏模量22.3.2光杠杆原理22.4实验仪器介绍42.4.1杨氏模量测定仪42.4.2米尺52.4.3游标卡尺62.4.4螺旋测微计92.5实验内容102.6实验步骤102.6.1杨氏模量测定仪的调整102.6.2光杠杆及望远镜镜尺组的调整11测量112.7数据的测量及处理122.7.1数据的测量122.7.2数据的处理132.7.3测量结果142.8误差分析142.8.1误差的概念14

2、2.8.2误差的估算15三总结17参考文献18致谢18—、杨氏模量的物理含义及测量方法1.1杨氏模量的物理含义杨氏模量是表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量，它是沿纵向的弹性模量。1807年因英国医生兼物理学家ThomaaYoung（1773-1829）所得到的结果而命名。在物体的弹性限度内，应力与应变成正比，比值被称为材料的杨氏模量，它是表征材料性质的一个物理量，仅取决于材料木身的物理性质。杨氏模量的大小标志了材料的刚性，杨氏模量越大，越不容易发生形变。1.2杨氏模量的测量方法测量杨氏模量的方法一般有拉伸法、梁弯曲法、振动法、内耗法等，还出现了利用光纤位

3、移传感器、莫尔条纹、电涡流传感器和波动传递技术（微波或超声波）等实验技术和方法测量杨氏模量。二、杨氏模量的测定（拉伸法）杨氏模量是反映材料性质的一个参数，是工程上极为常用的常数。在材料实验机上测杨氏模量是非常简单的事。作为物理实验课，着眼点不在测量杨氏模量本身，而在测量技术的训练。本实验除力外，其他均为长度，涉及四种不同的典型测长方法，所以本实验是一个综合长度训练课。2.1实验目的（1）学会用拉仲法测量杨氏模量（2）掌握用光杠杆测量微小长度的方法（3）学会用逐羌法处理数据2.2实验仪器杨氏模量测定仪，米尺，游标卡尺，螺旋侧微计。2.3.实验原理2.3.1杨氏模量

4、任何固体在外力作用下都要发生形变，当外力撤除后物体能够完全恢复原状的形变称为弹性形变。如果加在物体上的外力过人，以至外力撤除后，物体不能完全恢复原状而留下剩余形变，木实验只研究弹性形变。一粗细均匀的钢丝，截面积为A,长为L,在外力F的作用下伸长根据胡克定律，在弹性限度内，其应力严应变ALL成正比，即F口AL—=E—SL（1）式中，比例系数e是材料的杨氏弹性模量，简称杨氏模量。它表征材料本身的性质，E值越大的材料,耍使它发生一定的应变所需的单位横截面上的力也就越大。由上式可得(2)FL_4FLSAL_^/2AL式屮，d为钢丝直径。在（2）式屮，F、L、d都比较容易

5、测得，只有伸长量因为其值很小（约不能用普通测量长度的仪器测出。2.3.2光杠杆原理尺读望远镜和光杠杆组成如图2所示的测量系统。光杠杆系统是由光杠杆镜架与尺读望远镜组成的。(a)(b)图2光杠杆光杠杆结构见图2(b)所示，它实际上是附有三个尖足的平面镜。三个尖足的边线为一等腰三角形。前两足刀口与平面镜在同一平面内(平面镜俯仰方位可调)，后足在前两足刀口的屮垂线上。尺读望远镜由一把竖立的毫米刻度尺和在尺旁的一个望远镜组成。光杠杆优点有1、实现了非接触式测量。2、提高了测量的准确度。将光杠杆和望远镜按图2所示放置好，按仪器调节顺序调好全部装置后，就会在望远镜中看到经出

6、光杠杆平面镜反射的标尺像。设开始时，光杠杆的平面镜竖直，即镜面法线在水平位置，在望远镜屮恰能看到望远镜处标尺刻度®的象。当挂上重物使细钢丝受力伸长后，光杠杆的后脚尖办随之绕后脚尖厶人卜•降△【.，光杠杆平面镜转过一较小角度〃，法线也转过同一角度〃。根据反射定律，从心处发出的光经过平面镜反射到$2(%为标尺某一刻度)。曲光路可逆性，从孔发出的光经平面镜反射后将进入舉远镜中被观察到。舉远记吐一必二AA.由图2可知tan^=—btan<9=—D式屮，〃为光杠杆常数(光杠杆后脚尖至前脚尖连线的垂直距离);D为光杠杆镜血至尺读望远镜标尺的距离由于偏转角度&很小，即AL<<

7、b,Aa«D,所以近似地有则AL=—•Av(4)2D由上式可知，微小变化量AL可通过较易准确测量的b、D、Aa,间接求得。实验屮取D>>b,光杠杆的作用是将微小长度变化AL放大为标尺上的相应位置变化△&,2D△L被放人了〒倍。将(3)、(4)两式代入(2)有(5)通过上式便可算出杨氏模量Eo2.4实验仪器介绍2.4.1杨氏模量测定仪杨氏模量测定仪见图1所示，三角底座上装有两根立柱和调整螺丝。可调整调整螺丝使立柱铅直，并由立柱下端的水准仪來判断。金属丝的上端夹紧在横梁上的夹头中。立柱的屮部有一个可以沿立柱上下移动的平台，用来承托光杠杆。平台上有一个圆孔，孔中有一个

8、可以上下滑动的夹头，金属