微小长度变化的测量-光杠杆镜尺法

1、华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology思考与讨论的问题华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology杨氏模量E对对1m1m的钢丝：当的钢丝：当F=4.9N (0.5kg)F=4.9N (0.5kg)时，时，杨氏模量是表征材料性质的一个

2、物理量，仅与材料杨氏模量是表征材料性质的一个物理量，仅与材料的结构、化学成分及其加工制造方法及温度有关。的结构、化学成分及其加工制造方法及温度有关。如何测量微小长度变化如何测量微小长度变化 ？LLESF虎克定律：在虎克定律：在弹性形变弹性形变范围内，物体的胁变和胁强成正比范围内，物体的胁变和胁强成正比伸长量伸长量FFll 常规材料的杨氏模量常规材料的杨氏模量 Fe: Fe: 2.02.010101111N.mN.m-2-2； Cu: Cu: 1.01.010101111N.mN.m-2-2 Al: Al: 7.0 7.0 10101010N.mN.m-2-2, Au: , Au: 7.9 7.

3、9 10101010N.mN.m-2-2华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology光杠杆放大法xbdFLDE28x0yixixiLDbF华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology望远镜望远镜液压液压装置装置标尺标尺光杠杆光杠杆标尺反标尺反射镜射镜拉力拉力显示显示调焦调焦手轮手轮仪器介绍仪器介绍 15华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China Uni

4、versity of Science and Technology光的反射望远镜望远镜反射镜反射镜标尺标尺光杠杆光杠杆F华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology调整仪器：调整仪器：三点一线；三点一线；调节望远镜；调节望远镜；消除视差；消除视差；调节标尺读数调节标尺读数 至至3cm3cm以下。以下。目镜目镜调焦调焦手轮手轮仪器调整 15华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology仪器

5、选择xbdFLDE282222224FuxudubuDuLuEuFxdbDLE误差传递公式：误差传递公式：d d不均匀，要重复测量不均匀，要重复测量xx比较小，需要多次测比较小，需要多次测量，增重减重取平均植量，增重减重取平均植测量仪器的规格？测量仪器的规格？是否要重复测量？是否要重复测量？根据误差分析，根据误差分析，误差等作用原理误差等作用原理华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technologyx的测量1221.xxx增增力力.1221xxx减力减力. ix多次测量多次测量恒量F除测量增力的形变

6、外，还要测量减力的目的？除测量增力的形变外，还要测量减力的目的？改变拉力时，为什么要等待一会后在测量？改变拉力时，为什么要等待一会后在测量？华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology物理量的测量bxbdFLDE28华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology实验内容调整仪器；调整仪器；测量测量10.0010.0026.50kg, 26.50kg, 每每1.5kg1.5kg，记录加力时

7、，记录加力时的标尺读数的标尺读数x xi i，以及减力的以及减力的x xi i，共共12122 2个数个数据；据；测量测量L L、D D；测量测量b b、d d；xbdFLDE285 50 05 50 04545mmmm华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology数据处理1.1. 逐逐差法差法求求 ，然后求，然后求EbdLDK28斜率：斜率：求求E ExEuE Fix621 . . xxx1287 . . xxx028xFEbdLDxi 2.2.图解法图解法( (计算机作图）计算机作图）华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Technology注意事项为防止光杠杆跌落，先测量为防止光杠杆跌落，先测量x xi i，然后取下光杠杆，然后