畫圖說明光杠桿測量微小長度的原理

❶ 光杠桿的工作原理是什麼如何正確使用

光杠桿測量原理即光杠桿鏡尺法測量微小伸長量原理. 1．拉伸法測量楊氏模量 ◆原回理：本實驗採用光杠答桿放大法進行測量。彈性楊氏模量是反映材料形變與內應力關系的物理量，實驗表明，在彈性范圍內，正應力（單位橫截面積上垂直作用力與橫截面積之比，）與線應變（物體的相對伸長）成正比，這個規律稱為虎克定律。 2．測量圓環的轉動慣量 ◆結構：三線擺是上、下兩個勻質圓盤，通過三條等長的擺線（擺線為不易拉伸的細線）連接而成。 ◆原理：三線擺的擺動周期與擺盤的轉動慣量有一定關系，所以把待測樣品放在擺盤上後，三線擺系統的擺動周期就要相應地隨之改變。這樣，根據擺動周期、擺盤質量以及有關的參量，就能求出擺動系統的轉動慣量。

❷ 光杠桿測微小長度的原理是什麼

可以說是光沿直線傳播，
這個實驗的主要思想是使用光杠桿的放大原理，用光線的反射使一個微小的變化擴大

❸ 楊氏模量中光杠桿測量微小長度變化量的原理

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❹ 物理的放大法中,有個機械放大法,請問什麼是機械放大法(請物理高手回答)

物理實驗中物理量的放大方法
(http://www.tse.net/leting/04zycb/neirong/33zxwl/ae00081.htm)

物理學是一門以實驗為基礎的學科。物理學家研究物理問題時，需要利用各種實驗設備來進行物理實驗。在物理實驗中常常遇到一些微小物理量的測量。物理工作者為提高被測物理量精度，常選用特殊的測量裝置將被測物理量放大後再進行測量。我們把提高測量精度、使物理量的數值變大、作用時間延長、作用空間擴展的方法叫做物理量的放大法。下面按物理學內容把放大方法分類如下：

一、機械方面

機械放大是物理實驗最直觀的一種放大方法，它是一種空間放大方法。具體表現在下列實驗中。

1、游標放大法

為了提高米尺的測量精度，通常在米尺（主尺）上附帶一個可以沿尺身移動的小尺（游標）。游標上的分度值x與主尺分度值y之間有一定關系，一般使游標上p個分度格的長度與主尺上（p-1）個分度格的長度相等，即使得

px＝（p-1）y

主尺與游標上每個最小分格之差δx為

δx =y-x=y/p

差值δx稱為游標尺的精度，它表示了游標尺能讀準的最小值，也就是游標的最小分度值。同理，游標尺原理還可以用於角度的精確測量中，稱為角游標。角游標的測角精度δx=1』。

2、螺旋測微放大法

螺旋測微計、讀數顯微鏡和邁克耳遜干涉儀等的測量系統的機械部分都是採用螺旋測微裝置進行測量的。常用的讀數顯微鏡的測微絲桿的螺距是lmm，當絲桿轉動一圈時，滑動平台就沿軸向前或後退lmm，在絲桿的一端固定一測微鼓輪，其周界上刻成100分格，因此當鼓輪轉動一分格時，滑動平台移動了0．01mm，從而使沿軸線方向的微小位移用鼓輪圓周上較大的弧長精確地表示出來，大大提高了測量精度。

3、機械杠桿

因為，當機械杠桿平衡時有：F1L1=F2L2。所以有：F1= F2L2/ L1 ，L2= F1L1/ F2成立。從F1和L1的表達式可以看出，機械杠桿可以把力和位移放大或細分。

4、液壓放大

根據帕斯卡定律製成的液壓機、水壓機、油壓千斤頂都有：作用在它們兩活塞上的力的比，等於它們的面積比。即：F1/F2=S1/S2。從中可以得出：F1= （S1/S2）F2，該式說明由帕斯卡定律製成的液壓機、水壓機、油壓千斤頂可以把力放大。

5、累積放大

當我們用米尺測量一張紙的厚度時，一般的方法是：取同樣的紙100張，然後用米尺測量其厚度，把測得的數除以100，即得出一張紙的厚度。該方法採用了相同量累積疊加的放大方法。既解決了可測問題，又提高了測量的精度。

6、共振

一振動系統在外力作用下強迫進行的振動稱為受迫振動。當系統作受迫振動時，強迫力的頻率與振動系統的固有頻率接近，使系統的振幅達到極大值的現象稱為共振。共振是一種選擇放大。對琴弦等樂器的共振我們稱之為共鳴。

二、時間方面

1、伽利略的斜面實驗

伽利略的斜面實驗實現的是「沖淡引力」。實際上，是把物體下降一定高度的時間予以拉長，也就是放大。

2、周期的規定

在物理實驗中，很多個實驗題目需要測定周期大小。由於測量周期多數使用秒錶來測定，由於用秒錶測量單個周期的誤差較大，一般採用一次測量n次周期的時間，若為t，則周期T=t／n，也就是說採用時間累積放大法，既解決了可測問題，又提高了測量的精度。

3、時間細分

用高速攝影攝取運動物體的瞬時狀態，如：研究自由落體運動、高速飛行的子彈、水滴下落過程中形成的變化等都是把時間過程細分並展開。

三、光學方面

1、光學裝置放大

一種是使被測物通過光學裝置放大視角形成放大像，便於觀察判別，從而提高測量精度。例如放大鏡、顯微鏡、望遠鏡等。

2、光杠桿放大

測量微小長度和微小角度變化的光杠桿鏡尺法，是使用光學裝置將待測微小物理量進行間接放大的方法，它是一種物理實驗中常用的光學放大法。

光杠桿測量原理如附圖所示。它由一面裝在一個三腳金屬架上的平面鏡構成，配合望遠鏡尺組來測變化極微小的長度。

使用時，將光杠桿的面前腳放在一個固定位置，後腳放在被測量的點上，使鏡面垂直於地面，望遠鏡尺組放在鏡面的正前方，當物體為原長時，由望遠鏡中可以看清楚標尺l0點在小鏡中的反射像，當後腳向下降落一個位移面ΔL時，鏡面M使轉動一個角度θ，這時在望遠鏡中所觀察到的像由l0點變為l1點，設若鏡面M與標尺間的距離為D，根據反射定律可知：

式中，ΔL＝l1- l0，可由標尺上讀出，由於材料形變很小，相應θ也很小，所以有 tg2θ≈2θ，tgθ≈θ，因此，θ=Δl/2D=ΔL/a，所以有：

當滿足ΔL ＜＜ a，Δl＜＜ D時，不難看出，小位移ΔL被放大成能觀測的大位移Δl，其作用像杠桿的作用一樣，所以光杠桿的方法是一種放大的方法。

四、電磁方面

1、三級管、場效應管、集成電路組成的放大電路

在物理實驗中往往需要測量變化微弱的電信號（電流、電壓或功率），或者利用微弱的電信號去控制某些機構的動作，必須用電子放大器將微弱電信號放大後才能有效地進行觀察、控制和測量。電子放大作用是由三極體、場效應管、集成電路組成的放大電路完成的。

2、諧振現象

當電容C和電感L兩類元件同時出現在一個交流電路中時，隨著頻率的變化，電路中的電流I（有效值）或總阻抗z不是單調的變化，而是在某個頻率f處出現極值（極大值或極小值），這種現象叫做諧振。諧振是一種選擇放大。

3、變壓們的升壓與降壓法

對於理想變壓器有：U1/U2=N1/N2，I1/I2=N2/N1成立。

式中U1、U2分別為輸入、輸出電壓，I1、I2分別為輸入、輸出電流，N1、N2分別是原、副線圈的匝數。因此，適當選擇N1，N2即可達到升壓或降壓的目的，同時也確定了原、副線圈中電流的關系。

結論

探討物理實驗的放大法有助於實驗者重視放大法在物理實驗中的作用，有助於實驗設備改進者改進實驗設備，有助於實驗設計者利用放大法設計出新的實驗設備。

探討物理員的放大方法有利於物理工作者對科學方法的應用。有利於學生對科學方法的掌握。

❺ 光杠桿測量原理是怎樣的

光杠桿測量原理即光杠桿鏡尺法測量微小伸長量原理.

1．拉伸法測量楊氏模量

◆原理：本實驗採用光杠桿放大法進行測量。彈性楊氏模量是反映材料形變與內應力關系的物理量，實驗表明，在彈性范圍內，正應力（單位橫截面積上垂直作用力與橫截面積之比，）與線應變（物體的相對伸長）成正比，這個規律稱為虎克定律。

2．測量圓環的轉動慣量

◆結構：三線擺是上、下兩個勻質圓盤，通過三條等長的擺線（擺線為不易拉伸的細線）連接而成。

◆原理：三線擺的擺動周期與擺盤的轉動慣量有一定關系，所以把待測樣品放在擺盤上後，三線擺系統的擺動周期就要相應地隨之改變。這樣，根據擺動周期、擺盤質量以及有關的參量，就能求出擺動系統的轉動慣量。

❻ 在楊氏彈性模量的測實驗中,畫出杠桿的原理圖,導出其放大微小長度l的公式

在楊氏彈性模量的測實驗中,假設，ΔL為鋼絲伸長量，b為光杠桿長，D為鏡面到尺面的距離，Δn為刻度尺讀數的變化量，原理圖和推導如圖。

❼ 光杠桿的放大原理與放大倍率推導過程

光杠桿有比例系數的，放大系數就是兩移動臂之比，還要注意光線是否反射，反射要加倍

❽ 怎麼去測量光杠桿的最小長度變化

利用光杠桿測量微小的長度變化，其基本原理是利用兩個相似三角形的放大作用，把不容易觀察到的微小變化放大，以便於測量。具體的放大比例請見教材，有圖示比較容易理解。

❾ 光杠桿鏡利用了什麼原理有什麼優點

光杠桿兩個前足尖放在彈性模量測定儀的固定平台上，而後足尖放在待測金屬絲的測量端面上。金屬絲受力產生微小伸長時告滑扮，光杠桿繞前足尖轉動一個微小角度，從而帶動光杠桿反射鏡轉動相應的微小角度；
這樣標尺的像在光杠桿反射鏡和調節反射鏡之間反射，便把這一微小角位移放讓正大成較大的線位移。在長度或位置差別甚小的測量中，這是一個簡單有效的方法。它是一塊安裝在三個支點上的平面鏡。

❿ 楊氏彈性模量實驗中，為什麼光杠桿系統可以測量出長度的微小變化其放大倍數與哪些量有關

光杠桿法是利用當鋼絲伸長微小的距離，反射鏡會偏轉一個微小的角度，使得鏡子里標尺的刻度像會變化一定刻度，通過刻度變化可以計算出鋼絲長度變化。放大倍數與鏡面到尺面距離，鏡子支架長度有關。

光杠桿放大法是一種利用光學放大方法測量微小位移的裝置。由於在拉伸法測量楊氏模量的實驗中，金屬絲的伸長量很難測量，所以必須使用光杠桿放大後，才能夠測量出來。

(10)畫圖說明光杠桿測量微小長度的原理擴展閱讀：

注意事項：

在外力的F的拉伸下，鋼絲的伸長量DL是很小的量。用一般的長度測量儀器無法測量。在本實驗中採用光杠桿鏡尺法。

初始時，平面鏡處於垂直狀態。標尺通過平面鏡反射後，在望遠鏡中成像。則望遠鏡可以通過平面鏡觀察到標尺的像。望遠鏡中十字線處在標尺上刻度為 。當鋼絲下降DL時，平面鏡將轉動q角。則望遠鏡中標尺的像也發生移動，十字線降落在標尺的刻度為處。