南昌大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱(chēng):大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：金屬絲楊氏模量的測(cè)定學(xué)院：理學(xué)院專(zhuān)業(yè)班級(jí)：應(yīng)用物理164班學(xué)生姓名:王逸群學(xué)號(hào):實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)大樓B610座位號(hào)：041實(shí)驗(yàn)時(shí)間：第三周星期一下午一點(diǎn)開(kāi)始一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、學(xué)會(huì)測(cè)量楊氏模量的一種方法，掌握“光杠桿鏡”測(cè)量微小長(zhǎng)度變化的原理。2、學(xué)會(huì)用“對(duì)稱(chēng)測(cè)量”消除物理誤差。3、學(xué)會(huì)如何依實(shí)際情況對(duì)各個(gè)測(cè)量量進(jìn)行誤差估算。4、練習(xí)用逐差法、作圖法解決數(shù)據(jù)。二、實(shí)驗(yàn)原理：1、物體在外力作用下或多或少都要發(fā)生形變，當(dāng)形變不超過(guò)某一限度時(shí)，撤走外力之后形變能隨之消失,這種形變叫彈性形變，發(fā)生彈性形變時(shí)物體內(nèi)部將產(chǎn)生恢復(fù)原狀的應(yīng)力。設(shè)一截面為S并且其長(zhǎng)度為L(zhǎng)。的均勻棒狀材料，受拉力F拉伸時(shí)，伸長(zhǎng)了△!_,其單位面積所受到的拉力F/S稱(chēng)為應(yīng)力,而單位長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)量aL/L稱(chēng)為應(yīng)變。根據(jù)胡克定律，在彈性范圍內(nèi)，棒狀固體應(yīng)變與他所受的應(yīng)力成正比，即F/S=EAL/LE=FLo/SALE稱(chēng)為楊氏模量彈性模量E與外力F、物體長(zhǎng)度L以及截面積的大小均無(wú)關(guān)，而只取決定于物體的材料自身的性質(zhì)。它是表征固體性質(zhì)的一個(gè)物理量。對(duì)于直徑為D的圓柱形鋼絲，其彈性模量為：E=4FL/Jid2AL2、光杠桿放大原理光杠桿測(cè)量系統(tǒng)由光杠桿反射鏡、傾角調(diào)節(jié)架、標(biāo)尺、望遠(yuǎn)鏡和調(diào)節(jié)反射鏡組成。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將光杠桿兩前足z尖放在彈性模量測(cè)定儀的固定平臺(tái)上，后足尖放在待測(cè)金屬絲的測(cè)量端面上。當(dāng)金屬絲受力后產(chǎn)生微小伸長(zhǎng)，后足尖便隨著測(cè)量端面一起作微小移動(dòng)，并使得光杠桿繞前足尖轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)微小角度，從而帶動(dòng)光杠桿反射鏡轉(zhuǎn)相應(yīng)的微小角度,這樣標(biāo)尺的像在光杠桿反射鏡和調(diào)節(jié)反射鏡之間反射，便把這一微小角位移放大成較大的線位移。三、實(shí)驗(yàn)儀器：楊氏模量測(cè)定儀、細(xì)鋼絲、標(biāo)尺、望遠(yuǎn)鏡、卷尺、螺旋測(cè)微器、游標(biāo)卡尺。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)：(1)調(diào)整測(cè)量系統(tǒng)1、目測(cè)調(diào)整一方面調(diào)整望遠(yuǎn)鏡,使其與光杠桿等高，然后左右平移望遠(yuǎn)鏡與調(diào)節(jié)平面鏡,直到憑目測(cè)從望遠(yuǎn)鏡上方觀測(cè)到光桿反射鏡中出現(xiàn)調(diào)節(jié)平面鏡的像，再適當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)平面鏡直到出現(xiàn)標(biāo)尺的像。2、調(diào)焦找尺先調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡目鏡旋輪，使“十”字叉絲清楚成像；然后調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡物鏡焦距，直到標(biāo)尺像和“十”無(wú)視差。

3、細(xì)調(diào)光路水平觀測(cè)望遠(yuǎn)鏡水平叉絲所相應(yīng)的標(biāo)尺讀數(shù)和光杠桿在標(biāo)尺上的實(shí)際位置是否一致，若明顯不同，則說(shuō)明入射光與反射光線未沿水平面?zhèn)鞑?，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)平面鏡的俯仰,直到望遠(yuǎn)鏡讀出的數(shù)恰好為其實(shí)際位置為止。調(diào)節(jié)過(guò)程中還應(yīng)當(dāng)兼顧標(biāo)尺像上下清楚度一致，若清楚度不同，則可以適當(dāng)調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡俯仰螺釘(2)測(cè)量數(shù)據(jù)1、一方面預(yù)2kg的拉力，將鋼絲拉直，然后逐次改變鋼絲拉力(逐次增長(zhǎng)1kg),測(cè)量望遠(yuǎn)鏡水平叉絲相應(yīng)的讀數(shù)。由于物體受力后和撤消外力后不是立即能恢復(fù)原狀,而會(huì)產(chǎn)生彈性滯后效應(yīng)，所認(rèn)為減小該效應(yīng)帶來(lái)的誤差，應(yīng)當(dāng)在增長(zhǎng)拉力和減小拉力過(guò)程中各測(cè)一次相應(yīng)拉力下標(biāo)尺讀數(shù)，然后取兩次結(jié)果的平均值。2、根據(jù)量程及相對(duì)不擬定度大小，用鋼卷尺測(cè)量L和H,千分尺測(cè)量D,游標(biāo)卡尺測(cè)量bo考慮到鋼絲直徑由于鋼絲截面不均勻而產(chǎn)生誤差，應(yīng)當(dāng)在鋼絲的不同位置測(cè)量多組D再取平均值。(3)數(shù)據(jù)解決由于在測(cè)最C時(shí)采用了等間距測(cè)量，適合用逐差法解決，故采用逐差法對(duì)視伸長(zhǎng)C求平均值，并估算不確度。其中L、H、b只測(cè)量一次，由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，其不擬定度不能簡(jiǎn)樸地由量具儀器規(guī)定的誤差限決定，而應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況估算儀器誤差限。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與解決：標(biāo)尺讀數(shù)0△〃=(4-%)/("/單位：cm1羯1的絕(cm)對(duì)t天差平均值?萬(wàn)=(〃,+4)/20(〃4一%)/4=0.3310.0005o%=6.1750)/4=().3380.0065用=6.475(42)/4=0.3380.0065萬(wàn)2二6.8(%-%)/4=。.3190.0125瓦;7.1，兀=7.5。網(wǎng)上7.825。瓦二8.151A?1=0.3315I%|二0.00896——金肩密3碎裝作1卷枝為微器羽位佚,一0叫加加林砌謨。.0。牛。一("以此微鬻的名冉長(zhǎng)「以「。加癡二”期即D斗?！?s次懂火裝123y衿值直％JS77"mb"l網(wǎng)n。.萬(wàn)Mi/h。7"小HI〃E。,他h\YY\秀i型叱Ma颯g聞乎朝用藥*xk5.’"bJ小片同二￥5?月熱切「、42加(”)二Q)"24。卜"(團(tuán)色)方土及依內(nèi))二牛S，g土一°Z(M.L±Al^)z3?I.o±I(f^)-―?，，D.AdIn)二加"1(小心)~~??-'.――

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