楊氏模量-高尚

1、1山東交通學(xué)院物理實驗中心山東交通學(xué)院物理實驗中心 高尚高尚楊氏模量的測量楊氏模量的測量山東交通學(xué)院物理實驗中心山東交通學(xué)院物理實驗中心2楊氏模量測量的意義楊氏模量測量的意義楊氏模量是楊氏模量是材料抗彈性形變能力材料抗彈性形變能力的一個參數(shù)。的一個參數(shù)。它反映了材料彈性形變與內(nèi)應(yīng)力的關(guān)系。它反映了材料彈性形變與內(nèi)應(yīng)力的關(guān)系。 楊氏模量越大，越不易發(fā)生彈性變形。楊氏模量越大，越不易發(fā)生彈性變形。Y YF FL3【實驗原理】L山東交通學(xué)院物理實驗中心山東交通學(xué)院物理實驗中心 LYFSLL 絕對形變，絕對形變，LL/相對形變。相對形變。楊氏模量等于單位截面積上的力楊氏模量等于單位截面積上的力除以相對

2、形變。除以相對形變。 （1）LLSFY/4 【實驗原理】山東交通學(xué)院物理實驗中心山東交通學(xué)院物理實驗中心 L L： 鋼絲伸長量鋼絲伸長量(1) L/LF/SY L L： 鋼絲原長鋼絲原長S S： 鋼絲截面積鋼絲截面積(2) 42dSF F： 砝碼質(zhì)量（數(shù)量）砝碼質(zhì)量（數(shù)量）52.光杠桿的放置光杠桿放在平臺上，光杠桿放在平臺上，光杠桿兩前腳放在光杠桿兩前腳放在平臺前面的平臺前面的凹槽凹槽中，中，后腳放在鋼絲下端后腳放在鋼絲下端的夾具上適當(dāng)位置的夾具上適當(dāng)位置: :不能與鋼絲不能與鋼絲接觸接觸; ;不不要靠著要靠著圓孔邊圓孔邊; ;也不也不要放在要放在夾縫夾縫中。中。6實驗原理-光杠桿法測量Lbl

3、tanRtan2Dbl R2DR (3)2LbD山東交通學(xué)院物理實驗中心山東交通學(xué)院物理實驗中心DbLR7實驗原理-楊氏模量公式楊氏模量公式228 (4)RRFLDFLDYSbd b山東交通學(xué)院物理實驗中心山東交通學(xué)院物理實驗中心8實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容-操作步驟操作步驟 一一. .儀器位置基本擺放儀器位置基本擺放二二. .粗調(diào)粗調(diào)眼睛直接看反射鏡找標(biāo)尺像眼睛直接看反射鏡找標(biāo)尺像三三. .細(xì)調(diào)細(xì)調(diào)通過望遠(yuǎn)鏡找標(biāo)尺像通過望遠(yuǎn)鏡找標(biāo)尺像 1. 1. 三點一線瞄準(zhǔn)，同時讓反射鏡中出三點一線瞄準(zhǔn)，同時讓反射鏡中出現(xiàn)標(biāo)尺像?，F(xiàn)標(biāo)尺像。 2. 2. 調(diào)節(jié)物鏡目鏡找到清晰的標(biāo)尺像。調(diào)節(jié)物鏡目鏡找到清晰的標(biāo)尺像。山

4、東交通學(xué)院物理實驗中心山東交通學(xué)院物理實驗中心91.支柱與水平面垂直氣泡氣泡底角螺絲底角螺絲調(diào)節(jié)底座上的調(diào)節(jié)底座上的螺釘，使支柱螺釘，使支柱與水平面垂直與水平面垂直（氣泡居中氣泡居中） 另外掛一個砝掛一個砝碼，使鋼絲碼，使鋼絲拉拉緊緊。10山東交通學(xué)院物理實驗中心山東交通學(xué)院物理實驗中心11實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容-找標(biāo)尺的像找標(biāo)尺的像山東交通學(xué)院物理實驗中心山東交通學(xué)院物理實驗中心 調(diào)節(jié)物鏡調(diào)節(jié)物鏡看清標(biāo)尺刻度看清標(biāo)尺刻度調(diào)節(jié)目鏡調(diào)節(jié)目鏡看清叉絲看清叉絲12數(shù)據(jù)處理1.1.用逐差法計算用逐差法計算 , ,每隔每隔4 4項相減，得到項相減，得到 相當(dāng)于相當(dāng)于每次加每次加4 4個砝碼的四次測量數(shù)據(jù)，然后

5、取平均值計個砝碼的四次測量數(shù)據(jù)，然后取平均值計算算逐差法逐差法; ; 2.2.求出楊氏模量的求出楊氏模量的最佳值最佳值（間接測量）（間接測量）; ; 3.3.計算出計算出Y Y的的不確定度不確定度，寫出測量結(jié)果。，寫出測量結(jié)果。 R山東交通學(xué)院物理實驗中心山東交通學(xué)院物理實驗中心13數(shù)據(jù)處理公式模板楊氏模量的最佳值楊氏模量的最佳值 28RFLDYd bmUUUDbL4105儀（鋼卷尺）一、求所有直接量的不確定度一、求所有直接量的不確定度1.1. L L、b b、D D：單次測量單次測量的不確定度為儀器誤差，即的不確定度為儀器誤差，即山東交通學(xué)院物理實驗中心山東交通學(xué)院物理實驗中心14數(shù)據(jù)處理-

6、公式模板2.多次測量多次測量的直接量的不確定度的直接量的不確定度21A R( RR)U4 1niiB類不確定度類不確定度 B RU0.5mm 儀合成不確定度合成不確定度 22RA RB RUUU山東交通學(xué)院物理實驗中心山東交通學(xué)院物理實驗中心A類不確定度類不確定度)( R15數(shù)據(jù)處理-公式模板2.多次測量多次測量的直接量的不確定度的直接量的不確定度 (d)21A()U6 1niidddB類不確定度類不確定度 BU=0.005mmd 儀合成不確定度合成不確定度 22ABUUdddU 山東交通學(xué)院物理實驗中心山東交通學(xué)院物理實驗中心A類不確定度類不確定度16數(shù)據(jù)處理-公式模板山東交通學(xué)院物理實驗中

7、心山東交通學(xué)院物理實驗中心3.3.不用測量的直接量（）不用測量的直接量（）實驗用砝碼每個為實驗用砝碼每個為1kg1kg，按五級砝碼（國家，按五級砝碼（國家標(biāo)準(zhǔn)最低等級）計，每個砝碼的允許誤差標(biāo)準(zhǔn)最低等級）計，每個砝碼的允許誤差為為 , ,所以所以Um=0.25gUm=0.25g。g25. 0 mgF 4)(108 . 925. 0443NgUUmF見課本見課本p33p33表表1-5-41-5-4)(ANUkUAkN17數(shù)據(jù)處理-公式模板28RFLDYd b222222)()()()()()(RbdDLFYURYUbYUdYUDYULYUFYU222222)ln()ln()ln()ln()ln(

8、)ln(RbdDLFYURYUbYUdYUDYULYUFYE課本（），課本（），不確定度：不確定度：相對不確定度：相對不確定度：18數(shù)據(jù)處理-公式模板不確定度與相對不確定度關(guān)系不確定度與相對不確定度關(guān)系YEUYY測量結(jié)果表達(dá)測量結(jié)果表達(dá)（與與保留保留兩位有效數(shù)字，與末尾取齊兩位有效數(shù)字，與末尾取齊） 100%YYYYYUUEY山東交通學(xué)院物理實驗中心山東交通學(xué)院物理實驗中心YUYEYUY19【注意事項注意事項】1.1.走后走后撤下全部砝碼撤下全部砝碼。2.2.開始增減砝碼讀數(shù)后，開始增減砝碼讀數(shù)后，不可再改變不可再改變實驗裝置位置實驗裝置位置3.3.增加砝碼時，砝碼的缺口槽要增加砝碼時，砝碼的缺口槽要交錯交錯放置。要放置。要輕拿輕輕拿輕放放，并待，并待穩(wěn)定穩(wěn)定后再讀數(shù)。后再讀數(shù)。4.4.不準(zhǔn)用手觸摸不準(zhǔn)用手觸摸目鏡、物鏡、平面反射鏡等光學(xué)鏡表目鏡、物鏡、平面反射鏡等光學(xué)鏡表面，更不準(zhǔn)用手、布塊或任意紙片擦拭鏡面。面，更不準(zhǔn)用手、布塊或任意紙片擦拭鏡面。5.5.計算時注意計算時注意單位要統(tǒng)一單位要統(tǒng)一；不確定度取；不確定度取兩位兩位有效數(shù)字，有效數(shù)字，測量