大连理工大学
大 学 物 理 实 验 报 告
院(系) 材料学院 专业 材料物理 班级 0705
姓 名 童凌炜 学号 200767025 实验台号
实验时间 2008 年 11 月 11 日,第12周,星期 二 第 5-6 节
实验名称 拉伸法测弹性模量 教师评语
实验目的与要求:
1. 用拉伸法测定金属丝的弹性模量。
2. 掌握光杠杆镜尺法测定长度微小变化的原理和方法。
3. 学会处理实验数据的最小二乘法。
主要仪器设备:
弹性模量拉伸仪(包括钢丝和平面镜、直尺和望远镜所组成的光杠杆装置), 米尺, 螺旋测微器
实验原理和内容:
1. 弹性模量
一粗细均匀的金属丝, 长度为l, 截面积为S, 一端固定后竖直悬挂, 下端挂以质量为m的砝码; 则金属丝在外力F=mg的作用下伸长Δl。 单位截面积上所受的作用力F/S称为应力, 单位长度的伸长量 Δl/l称为应变。
有胡克定律成立:在物体的弹性形变范围内,应力F/S和Δl/l应变成正比, 即
F?l?E Sl
其中的比例系数
E?
称为该材料的弹性模量。 F/S ?l/l
性质: 弹性模量E与外力F、物体的长度l以及截面积S无关, 只决定于金属丝的材料。
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实验中测定E, 只需测得F、S、l和?l即可, 前三者可以用常用方法测得, 而?l的数量级很小, 故使用光杠杆镜尺法来进行较精确的测量。
2. 光杠杆原理
光杠杆的工作原理如下: 初始状态下, 平面镜为竖
直状态, 此时标尺读数为n0。 当金属丝被拉长?l以
后, 带动平面镜旋转一角度α, 到图中所示M’位置;
此时读得标尺读数为n1, 得到刻度变化为
?n?n1?n0。 Δn与?l呈正比关系, 且根据小量
…… …… 余下全文