758-杨氏弹性模量的测量
杨氏弹性模量的测量
[预习思考题]
1.使用螺旋测微器的注意事项是什么,棘轮如何使用,螺旋测微器用毕还回盒内时要作何处理,
答:使用螺旋测微器测物时，手要握螺旋测微器的绝热板部分，手上不能有汗渍;被测物接触测砧之前，应旋转棘轮，切不可拧微分套筒，否则会损伤测砧，测值也不准确。砧台夹住被测物时，听到棘轮发出“咯咯”声响，立刻停止旋转。螺旋测微器还回盒内时，要将微分筒退旋几转，使砧台间留有一定空隙，避免热胀使螺杆变形。
8FLR 2.公式 Y= 中哪几个量是待测量,关键是测准哪几个量,这些量2πdb?n
都是长度量，却使用了不同的量具和方法，这是根据什么考虑的,此公式的适用条件是什么,
答:公式中有L、R、d、b、Δn等五个待测量。测准Δn和d是实验成功的关键。由Y的不确定度传播公式:
uuuuu2222d,nbLRu,Y()，()，4()，()，()可知，Y的不确定度是各直LRbd,n
接测得量的不确定度的总和，因而，一般考虑各量的不确定度按等影响原则分配，即每个直接测得量的不确定度对合成不确定度的贡献大致相同;也就是说，按照不确定度的合理分配来确定每个长度量用什么测量工具。在测量中，过高地追求某一两个量的精确度，对最后合成不确定度的影响并不大，因而无意义。比如L和R都大于50cm，用米尺测量完全能满足
要求
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，不必考虑选用精确度更高的仪器。公式应满足的实验条件有三:? 加负荷不能超过钢丝的弹性限度;? 光杠杆偏角θ应很小，即外力F不能过大;? 望远镜光轴水平，反射镜与标尺垂直于光轴。
3.本实验采取什么测量方法,
4.画出望远镜的结构图和放大图，并说明调节望远镜的两个主要步骤和作用。
[实验后思考题]
1.根据Y的不确定度公式，分析哪个量的测量对Y的测量结果影响最大。
uuuuuu22222d,nbLR解答提示:根据:,()，()，4()，()，()，分别计算出LRbYd,n 量的测量对,的测量结uuuuud,nbLR出根号中各量:、、2、、。由实际测量的计算可知，d和,n二LRbd,n
果影响最大，因此测此二量尤应精细。
2.可否用作图法求钢丝的杨氏模量，如何作图,
答:本实验不用逐差法，而用作图法处理数据，也可以算出杨氏模量。由公式
22bπdbπd8FLRY= Y?n,KY?n。式中K= 可视为常数。以荷 可得: F= 2 8LR 8LRπdb?n
重F为纵坐标，与之相应的n为横坐标作图。由上式可见该图为一直线。从图上i
求出直线的斜率，即可计算出杨氏模量。
3.怎样提高光杠杆测量微小变化的灵敏度,这种灵敏度是否越高越好,
2R2R 答:由Δn= ΔL可知， 为光杠杆的放大倍率。适当改变R和b， b b
可以增加放大倍数，提高光杠杆的灵敏度，但这种灵敏度并非越高越好;因为Δ
bL= Δn成立的条件是平面镜的转角θ很小(θ?2.5?)，否则tg2θ?2θ。2R
要使θ?2.5?，必须使b? 4cm，这样tg2θ?2θ引起的误差在允许范围内;而b尽量大可以减小这种误差。如果通过减小b来增加放大倍数将引起较大误差。
4.光杠杆有什么优点,怎样提高光杠杆测量微小长度变化的灵敏度,
5.简述光杠杆的放大原理，其放大倍数是否越大越好,
6.怎样调节光杠杆及望远镜等组成的系统，使在望远镜中能看到清晰的像,
7.本实验如何测量光杠杆臂长,光杠杆的放大率是多少,
8(为什么本实验中各个长度量要用不同的仪器来测量,各个长度量用不同的仪器来测量是怎样考虑的,若采用同一工具(米尺)来测量，哪个测量值对杨氏模量的误差影响最大?为什么,
9(在拉伸法测杨氏模量实验中，关键是测哪几个量,
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