拉伸法測定鋼絲的楊氏模量上課用講義

1、拉伸法測定鋼絲的楊氏模量拉伸法測定鋼絲的楊氏模量朱保華物理實驗中心內 容實驗目的實驗目的1實驗儀器實驗儀器2實驗原理實驗原理3實驗內容和步驟實驗內容和步驟4數據記錄和處理數據記錄和處理5實驗目的 掌握用伸長法測量金屬絲楊氏模量的掌握用伸長法測量金屬絲楊氏模量的方法方法 理解光杠桿測量長度微小變化的原理理解光杠桿測量長度微小變化的原理 學會用逐差法處理數據學會用逐差法處理數據實驗儀器 楊氏模量測定儀楊氏模量測定儀（包括主體支架、光杠桿、望 遠鏡尺組） 螺旋測微器螺旋測微器 游標卡尺游標卡尺 鋼卷尺鋼卷尺 砝碼砝碼 待測金屬絲待測金屬絲（拉伸法）（拉伸法） 胡克定理：在彈性限度內固體的應力的應力

2、和應變和應變 成正比，可以寫成 （1） 比例系數比例系數E 稱為鋼絲的楊氏彈性模量，稱為鋼絲的楊氏彈性模量，量綱是量綱是Nm-2,其大小為產生單位脅變的脅其大小為產生單位脅變的脅強強,是表征抵抗材料形變能力的物理量。是表征抵抗材料形變能力的物理量。SFLLLLESF實驗原理 在實驗中，在實驗中，F 等于砝碼所受的重力；等于砝碼所受的重力；鋼絲長度很容易用直尺測量；鋼絲的截鋼絲長度很容易用直尺測量；鋼絲的截面積面積S 也很容易測量，只要測得鋼絲的也很容易測量，只要測得鋼絲的直徑直徑d，就能很容易地計算得到鋼絲的截，就能很容易地計算得到鋼絲的截面積面積S。 （2） 只有鋼絲的伸長量只有鋼絲的伸長量

3、L為一個不易測量的為一個不易測量的小量，在實驗中我們是采用光杠桿來測小量，在實驗中我們是采用光杠桿來測量量L的。的。24dS光杠桿鏡尺系統(tǒng)放大原理圖n1nDbL0n光杠桿原理是用光學轉換放大的方法測量微光杠桿原理是用光學轉換放大的方法測量微小長度變化，即將很難測量的小量轉換為易小長度變化，即將很難測量的小量轉換為易于測量的標尺讀數差。于測量的標尺讀數差。（3）bLtg Dntg205bL Dn2DnbL2052 n1nDbL0n將關系式（2）、（3）及F=mg 代入（1）式，就可以得到楊氏模量的計算公式nbdmgDLE28數據記錄及處理數據記錄及處理A A、數據記錄。、數據記錄。B B數據處理

4、：數據處理： 2. 鋼絲原長：L0= mm（用鋼卷尺測量） 3. 光杠桿平面鏡到鋼尺的距離：D= mm（用鋼卷尺測量） 4. 光杠桿常數：b= mm（用游標卡尺測量）5. 鋼絲直徑：d （螺旋測微器測量）部位上中下方位1方位2方位1方位2方位1方位2d/mm螺旋測微器零點記錄：d01 mm1.鋼絲變化量的記錄：1kg2kg3kg4kg5kg6kgkgF /cmni/cmni/cmni/A A、數據記錄。、數據記錄。B B數據處理：數據處理：計算直接測量量L、D、b及d和 鋼絲伸長量 的不確定度（求合成不確定度）LDb6161iidd16)(612iiAdd儀B22BAd 362514331nnnnnnn1.鋼絲原長L：2.標尺到鏡面間距D： 3.光杠桿后腳到兩前腳連線的距離b：4.鋼絲直徑的平均值并求其不確定度。 5.逐差法處理數據：mmmmmm 6.將各值代入公式 ，計算 (有效數字位數由不確定度決定)。nbdmgDLE287.根據前面的 ， ， ， , ， ，利用誤差分析理論計算 (先給出表達式，再代入各值計算 (取1位有效數字)。bdlDnn8根據尾數對齊原理，定出E的位數，給出結果