拉伸法测金属丝杨氏模量实验中哪一个直接测量量的误差对结果影响最大?为什么？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-04-29 13:47 标签： 拉伸法测金属丝杨氏模量实验结论

实验二杨氏弹性模量的测定

杨氏弹性模量是描述材料形变能力的重要物理量，是选定机械零件材料的依据之一，是工程技术没计中常用的参数．杨氏模量的测量方法很多，本实验采用光杠杆测量金属丝的杨氏弹性模量。测量中需综合运用多种测量长度的量具，确保一定的精确度要求，学习从误差分析的角度，选用最合适的量具，并要求用不确定度表示完整的测量结果。

用一般测量长度的工具不易精确测量长度的微小变化，也难保证其精度要求。光杠杆是一种应用光放大原理测量被测物微小长度变化的装置，它的特点是直观、简便、精度高。目前光杠杆原理已被广泛地应用于其他测量技术中，光杠杆装置还被许多高灵敏度的测量仪器(如灵敏电流计、冲击电流计和光点检流计等)用来显示微小角度的变化。

1.学会用拉伸法测定杨氏弹性模量；

2.掌握光杠杆测量微小长度变化的原理和力法；

3.学会用逐差法处理实验数据，学会用不确定度的计算方法，结果的正确表达；

杨氏模量测定仪、千分尺、游标卡尺、钢卷尺等

在外力作用下，固体所发生的形状变化，称为形变。形变可分为弹性形变与塑性形变两大类。外力撤除后物体能完全恢复原状的形变，称为弹性形变，如外力撤除后物体不能完全恢复原状，而留下剩余形变，就称为塑性形变。本实验只研究弹性形变，因此，应当控制外力的大小，以保证外力撤除后物体能恢复原状。

一根均匀的金属丝(或棒)，长为L，截面面积为S，在受到沿长度方向的外力F的作用时发生形变，伸长 L。根据胡克定律，在弹性限度内，其应力FS与应变 LL成正比，即

这里的E称为该金属丝的杨氏模量。它只决定于材料的性质，而与其长度L、截面面积S无关。它的单位为N/m2。

设金属丝的直径为d，则截面面积S

这里F、L、d可以直接测得， L采用光杠杆法测量。

光杠杆和标尺是光杠杆法测量 L的主要仪器，光杠杆是由一块直立的平面镜装在三足支架的一端构成，其放置方法如下图所示。实验时，用光线对准光杠杆的镜面，读出标尺上的某一读数R0。当金属丝被拉伸后，光杠杆的后足随之下降，镜面向后倾斜 角，如图所示。根据光的反射定律，反射线将转过2 角，这时在标尺上读得读数R1。由图中可见

这里b为光杠杆的臂长，即后足到两前足连线的距离，D为光杠杆的镜面到标尺的距

离，N R1 R0为金属丝被拉伸前后的两次读数差。

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