內容實驗目的1實驗儀器2實驗原理3實驗內容和步驟4數據記錄和處理5第1頁/共16頁實驗目的學習用靜態拉伸法測量金屬絲的楊氏模量學習和掌握運用顯微鏡測量微小長度變化的原理和方法掌握顯微鏡的調節和使用方法學會用逐差法處理數據進行測量結果的不確定度分析第2頁/共16頁實驗儀器楊氏模量測定儀讀數顯微鏡裝置砝碼螺旋測微計米尺第3頁/共16頁實驗原理1、楊氏模量的物理意義：描述材料抵抗形變能力的物理量，該值越大，材料越不容易變形。式中S為金屬絲橫截面積L為金屬絲的長度

L為其受拉力F后的伸長量應變楊氏模量定義為：應力第4頁/共16頁金屬絲橫截面積S：楊氏模量定義為：式中金屬絲原長l可由米尺測量，鋼絲直徑d可用螺旋測微儀測量，外力mg可由實驗中鋼絲下面懸掛的砝碼的重力給出，而Δl是一個微小長度變化量。d為細鐵絲的直徑實驗原理第5頁/共16頁楊氏模量儀示意圖1.上梁夾板2.上梁水平調節鏍鈕3.金屬細絲4.立柱5.防擺動裝置調節鏍鈕6.十字叉絲板7.砝碼盤8.望遠鏡筒鎖緊鏍鈕9.望遠鏡筒10.支架鎖緊鏍鈕11.磁性底座12.螺旋底腳第6頁/共16頁實驗原理2、顯微鏡測量微小長度變化在楊氏模量實驗測量儀懸垂的金屬絲下端連著一個十字架叉絲板，用顯微鏡進行測量時，就是通過顯微鏡的刻劃板與十字叉絲的橫線的關系測出來的。1.87mm十字叉絲第7頁/共16頁實驗內容和步驟1、調節儀器：先調節底腳螺絲，使儀器底座水平，再用上梁的微調旋鈕調節夾板的水平，直到穿過夾板的細絲不靠貼小孔內壁。然后調節下梁一側的防擺動裝置，將兩個螺絲分別旋進鉛直細絲下連接框兩側的“V”形槽，并與框體之間形成兩個很小的間隙，以便能夠上下自由移動，又能避免發生扭轉和擺動現象。第8頁/共16頁2、觀察金屬絲伸長變化實驗內容和步驟將顯微鏡筒裝到支架上，插入磁性座，緊靠定位板直邊。按顯微鏡工作距離大致確定物鏡與被測十字叉絲屏的距離之后，用眼睛對準鏡筒，轉動目鏡，對分劃板調焦，然后沿定位板微移磁性座，在分劃板上找到十字叉絲像，經磁性座升降微調，使微尺分劃板的零線對準十字叉絲的橫線，并微調目鏡，盡量消除視差。最后鎖住磁性底座。因顯微鏡成倒像，所以待測細絲受力伸長時，視場內的十字叉絲向上移動；細絲回縮時，叉絲向下移動。第9頁/共16頁2、觀察金屬絲伸長變化實驗內容和步驟記下待測細絲下的砝碼盤加100g砝碼時，目鏡中顯示的毫米尺在十字叉絲橫絲上的讀數，以后在砝碼盤上每增加一個m=200g的砝碼，從屏上讀取一次數據。然后逐一減掉砝碼，又從屏上讀取一組數據，將所得數據記錄在以下的數據表格中。次數i0123456789（g）10030050070090011001300150017001900尺像讀數mm增加砝碼減少砝碼平均值使用逐差法計算并求出平均值第10頁/共16頁(2)在金屬絲上選不同部位用螺旋測微計測量d3、測量金屬絲長度l，金屬絲直徑d。實驗內容和步驟(1)用鋼卷尺測量l4、計算楊氏模量E及不確定度。5、用作圖法驗證胡克定律。第11頁/共16頁注意事項1、在增加砝碼的時候，應該輕拿輕放，盡量不使金屬絲擺動。2、注意維護金屬絲的平直狀態，在用螺旋測微計測量其直徑時勿將其扭折，如果作實驗前發現金屬絲略有彎折，可在砝碼盤上先加上一定量的本底砝碼（約幾百克），使它在伸直的狀態下開始做實驗。3、在測完上表數據后，應先測值l，再測其它量。第12頁/共16頁不確定度評定不確定度傳遞公式：質量：金屬絲長度：直徑：