20xx大學(xué)物理?xiàng)钍夏Ａ繉?shí)驗(yàn)報(bào)告(編輯修改稿)
2025-01-12 00:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 和作圖法兩種數(shù)據(jù)處理的方法
實(shí)驗(yàn)儀器: 楊氏模量測(cè)量?jī)x（包括光杠桿，砝碼，望遠(yuǎn)鏡，標(biāo)尺），米尺，螺旋測(cè)微計(jì)。 實(shí)驗(yàn)原理：在胡克定律成立的范圍內(nèi)，應(yīng)力F/S和應(yīng)變?chǔ)/L之比滿(mǎn)足 E=（F/S）/（ΔL/L）=FL/（SΔL）
其中E為一常量，稱(chēng)為楊氏模量，其大小標(biāo)志了材料的剛性。
根據(jù)上式，只要測(cè)量出F、ΔL/L、S就可以得到物體的楊氏模量，又因?yàn)棣很小，直接測(cè)量
困難，故采用光杠桿將其放大，從而得到ΔL。 實(shí)驗(yàn)原理圖如右圖： 當(dāng)θ很小時(shí)，其中l(wèi)是光杠桿的臂??tan???L/l，
長(zhǎng)。
由光的反射定律可以知道，鏡面轉(zhuǎn)過(guò)θ，反射光線(xiàn)
轉(zhuǎn)過(guò)2θ，而且有：
tan2??2?? 故：
?Ll?
b(2D)
bD
，即是?L?bl
(2D)
那么E?
2DLFSlb
，最終也就可以用這個(gè)表達(dá)式來(lái)確
定楊氏模量E。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1． 調(diào)節(jié)儀器
（1） 調(diào)節(jié)放置光杠桿的平臺(tái)F與望遠(yuǎn)鏡的相對(duì)位置，使光杠桿鏡面法線(xiàn)與望遠(yuǎn)鏡軸線(xiàn)大體重合。 （2） 調(diào)節(jié)支架底腳螺絲，確保平臺(tái)水平，調(diào)平臺(tái)的上下位置，使管制器頂部與平臺(tái)的上表面共面。 （3） 光杠桿的調(diào)節(jié)，光杠桿和鏡尺組是測(cè)量金屬絲伸長(zhǎng)量ΔL的關(guān)鍵部件。光杠桿的鏡面（1）和刀口（3）應(yīng)平行。使用時(shí)刀口放在平臺(tái)的槽內(nèi)，支腳放在管制器的槽內(nèi)，刀口和支腳尖應(yīng)共面。
（4） 鏡尺組的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡、直尺和光杠桿三者之間的相對(duì)位置，使望遠(yuǎn)鏡和反射鏡處于同等高度，調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡目鏡視度圈（4），使目鏡內(nèi)分劃板刻線(xiàn)（叉絲）清晰，用手輪（5）調(diào)焦，使標(biāo)尺像清晰。
2． 測(cè)量
（1） 砝碼托的質(zhì)量為m0，記錄望遠(yuǎn)鏡中標(biāo)尺的讀數(shù)r0作為鋼絲的起始長(zhǎng)度。
（2） 在砝碼托上逐次加500g砝碼（可加到3500g），觀(guān)察每增加500g時(shí)望遠(yuǎn)鏡中標(biāo)尺上的讀數(shù)ri，然
后再將砝碼逐次減去，記下對(duì)應(yīng)的讀數(shù)r’i，取兩組對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的平均值ri。
（3） 用米尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度L和平面鏡與標(biāo)尺之間的距離D，以及光杠桿的臂長(zhǎng)l。 3． 數(shù)據(jù)處理 （1） 逐差法
用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)金屬絲直徑d，上、中、下各測(cè)2次，共6次，然后取平均值。將ri每隔四項(xiàng)相減，得到相當(dāng)于每次加2
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