1、用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量一、 实验目的1.学会用光杠杆法测量杨氏弹性模量；2.掌握光杠杆法测量微小伸长量的原理；3.学会用逐差法处理实验数据；4.学会不确定的计算方法，结果的正确表达；5.学会实验报告的正确书写。二、 实验仪器杨氏弹性模量测量仪(型号见仪器上 )（包括望远镜、测量架、光杠杆、标尺、砝码） 、 钢卷尺（0-200cm ,0.1 、游标卡尺(0-150mm,0.02)、螺旋测微器(0-150mm,0.01)三、 实验原理在外力作用下，固体所发生的形状变化成为形变。它可分为弹性形变和塑性形变两种。本实验中，只研究金属丝弹性形变，为此，应当控制外力的大小，以保证外力去掉后，物体能
2、恢复原状。最简单的形变是金属丝受到外力后的伸长和缩短。金属丝长 ，截面积为 ，沿长度LS方向施力 后，物体的伸长 ，则在金属丝的弹性限度内，有：FLFSE我们把 称为杨氏弹性模量。如上图：（ ）2DntgxLnDxL202nnxdFLDxLSFE2841四、 实验内容仪器调整1. 杨氏弹性模量测定仪底座调节水平；2. 平面镜镜面放置与测定仪平面垂直；3. 将望远镜放置在平面镜正前方 1.5-2.0m 左右位置上；4. 粗调望远镜：将镜面中心、标尺零点、望远镜调节到等高，望远镜上的缺口、准星对准平面镜中心，并能在望远镜上方看到尺子的像；5. 细调望远镜：调节目镜焦距能清晰的看到叉丝，并先调节物镜
3、焦距找到平面镜，然后继续调节物镜焦距并能看到尺子清晰的像；6. 一般要求调节到零刻度。0n测量7. 计下无挂物时刻度尺的读数 ；0n8. 依次挂上 的砝码，七次，计下 ；kg1 7654321,n9. 依次取下 的砝码，七次，计下 ； ,n10. 用米尺测量出金属丝的长度 （两卡口之间的金属丝） 、镜面到尺子的距离 ；LD11. 用游标卡尺测量出光杠杆 、用螺旋测微器测量出金属丝直径 。xd数据处理方法逐差法1. 实验测量时，多次测量的算术平均值最接近于真值。但是简单的求一下平均还是不能达到最好的效果，我们多采用逐差法来处理这些数据。2. 逐差法采用隔项逐差： 4)()()()( 372615
4、04 nnn3. 注：上式中的 为增重 的金属丝的伸长量。kg五、 实验数据记录处理金属丝伸长量： cmAAA82.14)()()()( 37261504 cmaSiin02.144nA5.2仪金属丝直径： ddd60.64321 mSiin02.162（注意： 为下表中第 5 列数据）nd5.2仪 iAi mi（kg） 加砝码 减砝码 平均值 iiia4不确定度012301230.000.470.941.380.010.490.981.400.000.480.961.391.841.821.801.820.05 cmA456745671.832.292.773.211.852.312.753
5、.211.842.302.763.21= cmA05.82.1直径 未加载 加满载0.601 0.601 0.599 0.599 平均值 0.600 mmd0.601 0.601 0.600 0.600 不确定度： 0.005 mmdd 上d 中d 下 0.602 0.601 0.596 0.598 mm05.6.螺旋测微器零点读数：0.000 mm ;游标卡尺零点读数 0.00mm150.20 0.05 cmD68.20 0.05 cmL其他数据 76.60 0.02 mmx结果表达（2.04 0.13） E102/mN百分差： -3% 2%（以上各公式请把自己实际实验数据代入计算， 为仪器
6、误差值，根据实际测量所仪用仪器查询） 21232322 /04.108.60.7)160.(4.35898 mNAxdFLDE ExdL222222222210.5.0.05.0.5.406816718=0.132/mN参考值： 0.0E12/mN百分差： %23100.21410.24%1 110 E六、实验注意事项及误差分析（此部分请同学根据自己实验情况写，勿抄袭！）注意事项：1. 光杠杆、望远镜和标尺所构成的光学系统一经调节好后，在实验过程中就不可在移动，否则，所测的数据将不标准，实验又要重新开始；2. 不准用手触摸目镜、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；误差分析：3. 实验测数据前没有事先放上去一个 砝码，将金属丝拉直，作为一个基准点；kg24. 用游标卡尺在纸上测量 x 值和螺旋测微器测量读数时易产生误差；5. 测量金属丝长度时没有找准卡口；6. 米尺使用时常常没有拉直，且应该注意水平测量 D，铅垂测量 L；7. 在加减砝码是应该注意轻放，避免摇晃。以上数据处理方法、结果表达方式可以参考，但并非实验真实数据，请大家采用自己实验所得数据，切勿抄袭结果！
