杨氏模量-高尚

1、1山东交通学院物理实验中心山东交通学院物理实验中心 高尚高尚杨氏模量的测量杨氏模量的测量山东交通学院物理实验中心山东交通学院物理实验中心2杨氏模量测量的意义杨氏模量测量的意义杨氏模量是杨氏模量是材料抗弹性形变能力材料抗弹性形变能力的一个参数。的一个参数。它反映了材料弹性形变与内应力的关系。它反映了材料弹性形变与内应力的关系。 杨氏模量越大，越不易发生弹性变形。杨氏模量越大，越不易发生弹性变形。Y YF FL3【实验原理】L山东交通学院物理实验中心山东交通学院物理实验中心 LYFSLL 绝对形变，绝对形变，LL/相对形变。相对形变。杨氏模量等于单位截面积上的力杨氏模量等于单位截面积上的力除以相对

2、形变。除以相对形变。 （1）LLSFY/4 【实验原理】山东交通学院物理实验中心山东交通学院物理实验中心 L L： 钢丝伸长量钢丝伸长量(1) L/LF/SY L L： 钢丝原长钢丝原长S S： 钢丝截面积钢丝截面积(2) 42dSF F： 砝码质量（数量）砝码质量（数量）52.光杠杆的放置光杠杆放在平台上，光杠杆放在平台上，光杠杆两前脚放在光杠杆两前脚放在平台前面的平台前面的凹槽凹槽中，中，后脚放在钢丝下端后脚放在钢丝下端的夹具上适当位置的夹具上适当位置: :不能与钢丝不能与钢丝接触接触; ;不不要靠着要靠着圆孔边圆孔边; ;也不也不要放在要放在夹缝夹缝中。中。6实验原理-光杠杆法测量Lbl

3、tanRtan2Dbl R2DR (3)2LbD山东交通学院物理实验中心山东交通学院物理实验中心DbLR7实验原理-杨氏模量公式杨氏模量公式228 (4)RRFLDFLDYSbd b山东交通学院物理实验中心山东交通学院物理实验中心8实验内容实验内容-操作步骤操作步骤 一一. .仪器位置基本摆放仪器位置基本摆放二二. .粗调粗调眼睛直接看反射镜找标尺像眼睛直接看反射镜找标尺像三三. .细调细调通过望远镜找标尺像通过望远镜找标尺像 1. 1. 三点一线瞄准，同时让反射镜中出三点一线瞄准，同时让反射镜中出现标尺像。现标尺像。 2. 2. 调节物镜目镜找到清晰的标尺像。调节物镜目镜找到清晰的标尺像。山

4、东交通学院物理实验中心山东交通学院物理实验中心91.支柱与水平面垂直气泡气泡底角螺丝底角螺丝调节底座上的调节底座上的螺钉，使支柱螺钉，使支柱与水平面垂直与水平面垂直（气泡居中气泡居中） 另外挂一个砝挂一个砝码，使钢丝码，使钢丝拉拉紧紧。10山东交通学院物理实验中心山东交通学院物理实验中心11实验内容实验内容-找标尺的像找标尺的像山东交通学院物理实验中心山东交通学院物理实验中心 调节物镜调节物镜看清标尺刻度看清标尺刻度调节目镜调节目镜看清叉丝看清叉丝12数据处理1.1.用逐差法计算用逐差法计算 , ,每隔每隔4 4项相减，得到项相减，得到 相当于相当于每次加每次加4 4个砝码的四次测量数据，然后

5、取平均值计个砝码的四次测量数据，然后取平均值计算算逐差法逐差法; ; 2.2.求出杨氏模量的求出杨氏模量的最佳值最佳值（间接测量）（间接测量）; ; 3.3.计算出计算出Y Y的的不确定度不确定度，写出测量结果。，写出测量结果。 R山东交通学院物理实验中心山东交通学院物理实验中心13数据处理公式模板杨氏模量的最佳值杨氏模量的最佳值 28RFLDYd bmUUUDbL4105仪（钢卷尺）一、求所有直接量的不确定度一、求所有直接量的不确定度1.1. L L、b b、D D：单次测量单次测量的不确定度为仪器误差，即的不确定度为仪器误差，即山东交通学院物理实验中心山东交通学院物理实验中心14数据处理-

6、公式模板2.多次测量多次测量的直接量的不确定度的直接量的不确定度21A R( RR)U4 1niiB类不确定度类不确定度 B RU0.5mm 仪合成不确定度合成不确定度 22RA RB RUUU山东交通学院物理实验中心山东交通学院物理实验中心A类不确定度类不确定度)( R15数据处理-公式模板2.多次测量多次测量的直接量的不确定度的直接量的不确定度 (d)21A()U6 1niidddB类不确定度类不确定度 BU=0.005mmd 仪合成不确定度合成不确定度 22ABUUdddU 山东交通学院物理实验中心山东交通学院物理实验中心A类不确定度类不确定度16数据处理-公式模板山东交通学院物理实验中

7、心山东交通学院物理实验中心3.3.不用测量的直接量（）不用测量的直接量（）实验用砝码每个为实验用砝码每个为1kg1kg，按五级砝码（国家，按五级砝码（国家标准最低等级）计，每个砝码的允许误差标准最低等级）计，每个砝码的允许误差为为 , ,所以所以Um=0.25gUm=0.25g。g25. 0 mgF 4)(108 . 925. 0443NgUUmF见课本见课本p33p33表表1-5-41-5-4)(ANUkUAkN17数据处理-公式模板28RFLDYd b222222)()()()()()(RbdDLFYURYUbYUdYUDYULYUFYU222222)ln()ln()ln()ln()ln(

8、)ln(RbdDLFYURYUbYUdYUDYULYUFYE课本（），课本（），不确定度：不确定度：相对不确定度：相对不确定度：18数据处理-公式模板不确定度与相对不确定度关系不确定度与相对不确定度关系YEUYY测量结果表达测量结果表达（与与保留保留两位有效数字，与末尾取齐两位有效数字，与末尾取齐） 100%YYYYYUUEY山东交通学院物理实验中心山东交通学院物理实验中心YUYEYUY19【注意事项注意事项】1.1.走后走后撤下全部砝码撤下全部砝码。2.2.开始增减砝码读数后，开始增减砝码读数后，不可再改变不可再改变实验装置位置实验装置位置3.3.增加砝码时，砝码的缺口槽要增加砝码时，砝码的缺口槽要交错交错放置。要放置。要轻拿轻轻拿轻放放，并待，并待稳定稳定后再读数。后再读数。4.4.不准用手触摸不准用手触摸目镜、物镜、平面反射镜等光学镜表目镜、物镜、平面反射镜等光学镜表面，更不准用手、布块或任意纸片擦拭镜面。面，更不准用手、布块或任意纸片擦拭镜面。5.5.计算时注意计算时注意单位要统一单位要统一；不确定度取；不确定度取两位两位有效数字，有效数字，测量