杨氏弹性模量的测定.ppt

杨氏模量的测量,一、实验目的,1、理解杨氏模量的物理意义,2、掌握用拉伸法测金属丝杨氏模量的原理及方法,难点：杨氏模量测定仪的调节,重点：微小量的测量法,二、实验原理,1、杨氏模量的测量原理,设长为L、截面积为S的钢丝，在外力F作用下，在长度方向伸长L。根据胡克定律，在弹性限度内，正应力 FS与拉伸应变 LL成正比，即:,（1）,式中：Y是杨氏模量。,（2）,式中：d是钢丝的直径。,二、实验原理,2、微小伸长量的测量原理,在（2）中，L是一个微小的量，可采用光杠杆法进行测量。,二、实验原理,当钢丝在外力F作用下发生微小变化L时，平面反射镜面发生偏转，转角为。从望远镜中看到的是标尺刻度 经平面反射镜形成的像，像相对平面镜转动了2，对应的距离为 n。,二、实验原理,二、实验原理,杨氏模量的大小仅取决于材料本身的性质，与材料的几何形状及所受外力的大小无关。,三、实验仪器,YMC-1型,杨氏模量测定仪,三、实验仪器,望远镜,标 尺,三、实验仪器,望远镜内部结构图,三、实验仪器,钩 码,光杠杆,拉伸仪底座调节螺钉,四、实验内容,1、用钢卷尺测钢丝原长L。,2、用螺旋测微器测钢丝直径d，在钢丝上、中、下三个部位两个正交方向共测6次。,四、实验内容,3、用钢卷尺测标尺到平面镜（光杠杆两前足所在的沟槽）的距离 R。,4、用钢卷尺测光杠杆常数 b。,四、实验内容,5、调杨氏模量仪底脚螺钉，使金属方框处于无碍状态。,调节底座螺钉,四、实验内容,6、正确放置光杠杆，要求反射镜面铅直，工作台和T形架的三足尖处在同一水平面上。,7、粗调望远镜筒光轴与反射镜面中心等高及望远镜光轴水平。8、调望远镜目镜，直到看见清晰的十字叉丝。9、调节望远镜，找到标尺的像。,0,标尺像,分划板,四、实验内容,10、测钢丝微小伸长量。先记下标尺刻度像读数n。，然后将钩码轻轻挂到方形夹头下的环上，稳定后记下标尺刻度像读数n1，逐次加上槽码并记下相应读数ni；之后递减槽码，直到将钩码全部取下，并记下相应读数ni。,0,四、实验内容,数据记录表格（b=，R=，L=）,钢丝的直径d,四、实验内容,外力与标尺读数,加砝码,减砝码,五、实验注意事项,1、加减砝码时一定要轻拿轻放，切勿压断钢丝。2、使用千分尺时只能用棘轮旋转。3、用钢卷尺测量标尺到平面镜的垂直距离时，尺面要放平。4、杨氏模量仪的主支架已固定，不要调节主支架。5、测量钢丝长度时，要加上一个修正值，是夹头内不能直接测量的一段钢丝长度。,六、思考题,1、除本实验介绍的拉伸法法外，你还能提出其它更好更简捷的方法吗？2、总结调节望远镜最简捷的步骤。3、加减钩码时，标尺读数不相同的原因是什么？,