杨氏模量测量实验学习教案.pptx
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1、会计学 1杨氏模量测量(cling)实验第一页,共13页。杨氏模量测定仪、光杠杆、尺读望远镜、螺旋(luxun)测微器(25mm、0.01mm)、直尺及钢卷尺【实验(shyn)仪器及装置】第1页/共13页第二页,共13页。【实验(shyn)原理】1、静态(jngti)法测杨氏模量一根均匀的金属丝或棒,设其长度为L,截面积为S,在受到沿长度方向的外力F的作用下伸长。根据胡克定律可知,在材料弹性范围内,其相对(xingdu)伸长量(应变)与外力造成的单位面积上受力F/S(应力)成正比,两者的比值 称为该金属丝的弹性模量,也称杨氏模量,它的单位为(牛顿/平方米)。实验证明,杨氏模量与外力、物体的长度
2、 和截面积 的大小无关,只取决于被测物的材料特性,它是表征固体性质的一个物理量。第2页/共13页第三页,共13页。设金属丝的直径(zhjng)为,则,杨氏模量可表示为:在长度、直径 和外力 相同的情况下,杨氏模量大的金属丝的伸长量较小,而一般金属材料的杨氏模量均达到 的数量级,所以当 的比值不太大时,绝对伸长量 就很小,用通常的测量仪(游标卡尺、螺旋测微器等)就难以测量。实验中可采用光学放大法将微小(wixio)长度转换成其他量测量,用一种专门设计的测量装置光杠杆来进行测量。第3页/共13页第四页,共13页。2、用光杠杆测微小(wixio)长度微小(wixio)长度 测量,需要光杠杆与尺读望远
3、镜配合使用如图所示,从望远镜标尺R发出的物光经过远处光杠杆的镜面反射后到达望远镜,被观察者在望远镜中看到。开始时,光杠杆的镜面处于垂直状态,从望远镜中看到的标尺R上的刻度读数为。实验中如果光杠杆的前足固定,而后足的支撑点(金属丝夹)有与外力砝码作用向下改变了 微小长度,则光杠杆就会改变一个角度,使镜面M到达M的位置,而镜面上的反射光会相应地改变的角度,此时观察到的标尺R的刻度变化到了的位置。根据(gnj)图10-6中的几何关系可知第4页/共13页第五页,共13页。式中 为光杠杆后足尖到两前足尖连线之间的距离(jl),为光杠杆镜面与直尺之间的距离(jl)。由于角 很小,所以,消去,得所以(suy
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