楊氏彈性模量實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

楊氏彈性模量測(cè)定實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)班級(jí)：姓名： 學(xué)號(hào)：伸長(zhǎng)法測(cè)定楊氏模量是一個(gè)傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)，在儀器的調(diào)整和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方面對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能有著重要的作用，但也是一個(gè)難度較大的力學(xué)實(shí)驗(yàn).在保持實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法不變的前提下，我對(duì)儀器進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置不僅操作簡(jiǎn)單，測(cè)量數(shù)據(jù)也更精確。1實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)楊氏彈性模量的實(shí)驗(yàn)原理是在外力作用下，固體產(chǎn)生的彈性變化，應(yīng)變隨力的增加而增加，當(dāng)應(yīng)力不太大時(shí)，應(yīng)變與應(yīng)力成正比，其中與應(yīng)變成正比的最大應(yīng)力叫做該材料的比例極限。于是胡克定律可表述為F/S=E*6L/L;E=FL/S6L;測(cè)出F,L,S,6L后，就可以算出楊氏彈性模量由于光學(xué)實(shí)驗(yàn)的儀器十分精密，微小的震動(dòng)和傾斜都會(huì)造成實(shí)驗(yàn)失準(zhǔn)，數(shù)據(jù)不精確，導(dǎo)致最終的結(jié)果不確定度較大，因此我在實(shí)驗(yàn)中增加一些東西希望能夠改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度。學(xué)校使用的是拉伸法測(cè)量，但是實(shí)驗(yàn)室中的地板抗震性不是很好，稍微走動(dòng)十字X絲就會(huì)擺動(dòng)，此外由于使用時(shí)間較長(zhǎng)，不能確定儀器是否垂直，觀測(cè)臺(tái)是否水平，因此我有一些改裝。為了防止震動(dòng)產(chǎn)生的誤差，可以選擇在儀器底部增加一些彈簧抵消微小震動(dòng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。由于楊氏彈性模量是測(cè)量微小位移的實(shí)驗(yàn)，因此支架剛性同樣會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，所以我在支架上添加2個(gè)支柱，組成2個(gè)三角形使支架更加穩(wěn)定，減少支架形變對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。儀器的水平同樣會(huì)影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量，如果測(cè)量臺(tái)與支架不在同一水平面上，產(chǎn)生一定角度，同樣會(huì)影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為此我在設(shè)計(jì)上加入了長(zhǎng)方形支架希望整個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)茉谕凰矫嫔线M(jìn)行。實(shí)際上，100N的力遠(yuǎn)不足以導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)所用的金屬絲產(chǎn)生范性形變，但加砝碼時(shí)動(dòng)作太猛，瞬時(shí)的沖力可能超過(guò)其彈性極限，造成金屬絲的一個(gè)不可逆的伸長(zhǎng)，產(chǎn)生“增重時(shí)形變大”的假象，使得6L很大，為此我建議在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中添加一些緩沖設(shè)施，諸如泡沫等。上述改進(jìn)有些不可操作有些不太現(xiàn)實(shí)，摘取了一些材料，參考了他人對(duì)楊氏彈性模量的改進(jìn)，但是這些都是我對(duì)楊氏彈性模量實(shí)驗(yàn)的思考。（u,v）

這是我自己設(shè)計(jì)的一種楊氏彈性模量的實(shí)驗(yàn)裝置。在圖中我添加了激光燈，凹透鏡，刻度尺等器材。實(shí)驗(yàn)初先將激光燈的光柱照射在刻度尺上讀出數(shù)據(jù)添加凹透鏡并重復(fù)多次，直到添加凹透鏡后讀數(shù)沒(méi)有明顯變化逐步添加砝碼，直到光柱穩(wěn)定記錄數(shù)據(jù)去掉砝碼，直到光柱穩(wěn)定記錄數(shù)據(jù)我設(shè)計(jì)的這種設(shè)施可以將巨大的支架變小，使實(shí)驗(yàn)更加簡(jiǎn)單，而且有效去除了震動(dòng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響和由于實(shí)驗(yàn)儀器不在同一水平面上造成的誤差。由于激光燈具有聚光的作用讀數(shù)更加簡(jiǎn)單；凹透鏡在實(shí)驗(yàn)中具有放大微小位移的作用因此可以通過(guò)改變凹透鏡的偏轉(zhuǎn)使讀數(shù)方便準(zhǔn)確。具體的計(jì)算方法:根據(jù)三角形的相似性可得6L/6L1=D1/D2結(jié)論伸長(zhǎng)法測(cè)定楊氏模量是一個(gè)傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn),在儀器的調(diào)整和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方面對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能有著重要的作用，但也是一個(gè)難度較大的力學(xué)光學(xué)實(shí)驗(yàn).在保持實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法不變的前提下，對(duì)儀器進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置不僅原理科學(xué)，簡(jiǎn)潔直觀而且準(zhǔn)確度高。通過(guò)此次論文撰寫(xiě)我體會(huì)到了更多書(shū)本上的沒(méi)有學(xué)到的東西，查找了很多資料學(xué)習(xí)到了很多沒(méi)有涉及到的知識(shí)，楊氏彈性模量的測(cè)