金属丝弹性模量的测量.doc

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1、金属丝弹性模量的测量实验目的(1)掌握光杠杆放大法测微小长度变化量的原理。(2)学会测量弹性模量的方法。(3)学会使用逐差法处理数据。实验方法原理金属柱体长L，截面积为S，沿柱的纵向施力F1，物体伸长或缩短为ΔL，则弹性模量。由于ΔL甚小，需要用光杠杆放大后才能被较准确的被测量。光杠杆放大原理图开始时平面镜M的法线on在水平位置，标尺H上的刻度no发出光通过平面镜反射，no的像在望远镜中被观察到。加砝码时，金属丝伸长ΔL，光杠杆后足下落ΔL，平面镜转过一个α角，此时标尺上刻线经平面镜反射在望远镜中被观

2、察到。根据几何关系因而，。由可知，光杠杆的放大倍数为。实验步骤1.弹性模量测定仪的调节(1)左右观察与调节(2)上下观察与调节(3)镜内观察与调节(4)视差的检测与排除2.加减砝码测量3.钢丝长度的测量4.钢丝直径的测量5.光杠杆足间距的测量数据处理单次测量数据处理表测量值N不确定度u=uBu/NN±uL/mm726.0±20.0028726±2D/mm1765.0±40.00231765±4b/mm77.5±0.90.011677.5±0.9钢丝直径d数据处理表次数n123456dUB/mmdi/m

3、m0.7040.7040.7050.7040.7050.7020.7040.004Δdi=di-d/mm000.00100.0010.002标度尺示数及数据处理砝码质量／kg01.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.011.0加码读数(n)/mm04.39.013.017.022.426.030.034.038.042.046.0加码读数(n/)/mm0.54.59.212.817.322.626.230.634.438.342.446.0平均值(ni)/mm0.

4、254.49.112.917.222.526.130.334.238.242.246.025.825.925.125.325.124.50.490.64-0.16-0.01-0.11-0.76标准不确定度为扩展不确定度为所以结果表达式为思考1.光杠杆有什么优点，怎样提高光杠杆测量的灵敏度?答：优点是：可以测量微小长度变化量。提高放大倍数即适当地增大标尺距离D或适当地减小光杠杆前后脚的垂直距离b，可以提高灵敏度，因为光杠杆的放大倍数为2D/b。2.何谓视差，怎样判断与消除视差?答：眼睛对着目镜上、下移动

5、，若望远镜十字叉丝的水平线与标尺的刻度有相对位移，这种现象叫视差，细调调焦手轮可消除视差。3.为什么要用逐差法处理实验数据?答：逐差法是实验数据处理的一种基本方法，实质就是充分利用实验所得的数据，减少随机误差，具有对数据取平均的效果。因为对有些实验数据，若简单的取各次测量的平均值，中间各测量值将全部消掉，只剩始末两个读数，实际等于单次测量。为了保持多次测量的优越性，一般对这种自变量等间隔变化的情况，常把数据分成两组，两组逐次求差再算这个差的平均值。