1. 楊氏模量的光鋼桿法測量楊氏模量的實驗
基本公式:,式中L為金屬絲原長
光杠桿放大原理
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,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大成較大的線位移。
如右圖所示,當鋼絲的長度發生變化時,光杠桿鏡面的豎直度必然要發生改變。那麼改變後的鏡面和改變前的鏡面必然有一個角度差,用θ來表示這個角度差。從下圖我們可以看出:
△L=b·tanθ=bθ,式中b為光杠桿前後足距離,稱為光杠桿常數。
設放大後的鋼絲伸長量為C,由圖中幾何關系有:
θ=C/4H
故:△L=bC/4H
代入計算式,即可得下式:
式中D為鋼絲直徑,變數D(使用螺旋測微器測量)、F(通過所加砝碼質量計算)、H、C(直接讀數)、b(使用游標卡尺測量)、L就是所要測量的目標物理量。根據該公式便可計算楊氏模量。
2. 用拉伸法測量金屬絲的楊氏模量中,光杠桿鏡尺法有何優點
1、可以簡單准確地將微小形變放大;
2、測量,讀數簡單;
3、通常用光學方法測形變,都是將微小形變放大;
光杠桿鏡尺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。用光杠桿鏡尺法相對來說,測量方法和儀器設備都很簡單,好操作。
(2)光杠桿法怎麼讀數擴展閱讀:
拉伸試驗中得到的屈服極限бS和強度極限бb,反映了材料對力的作用的承受能力,而延伸率δ或截面收縮率ψ,反映了材料塑型變形的能力,為了表示材料在彈性范圍內抵抗變形的難易程度,在實際工程結構中,材料彈性模量E的意義通常是以零件的剛度體現出來的,這是因為一旦零件按應力設計定型,在彈性變形范圍內的服役過程中,是以其所受負荷而產生的變形量來判斷其剛度的。
3. 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。