專利名稱：一種拉伸法測量金屬絲楊氏模量實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種物理實驗裝置，尤其涉及一種拉伸法測量金屬絲楊氏模量實驗裝置。
背景技術(shù)：
力作用于物體所引起的效果之一是使受力物體發(fā)生形變，物體的形變可分為彈性形變和塑性形變。固體材料的彈性形變又可分為縱向、切變、扭轉(zhuǎn)、彎曲，對于縱向彈性形變可以用楊氏模量來描述材料抵抗形變的能力。楊氏模量是表征固體材料性質(zhì)的一個重要的物理量，是工程設(shè)計上選用材料時常需涉及的重要參數(shù)之一，一般只與材料的性質(zhì)和溫度有關(guān)，與其幾何形狀無關(guān)。設(shè)金屬絲的原長L，橫截面積為S，沿長度方向施力F后，其長度改變Δ L，則金屬絲單位面積上受到的垂直作用力F/S稱為正應(yīng)力，金屬絲的相對伸長量AL/L稱為線應(yīng)變。實驗結(jié)果指出，在彈性范圍內(nèi)，由胡克定律可知物體的正應(yīng)力與線應(yīng)變成正比，即則1"= !
AL/L比例系數(shù)Y即為楊氏彈性模量。為了測量細(xì)金屬絲的微小長度變化，一般在實驗中使用了光杠桿放大法，光杠桿的作用是將微小長度變化放大為標(biāo)尺上的位置變化，通過較易準(zhǔn)確測量的長度測量間接求得鋼絲伸長的微小長度變化，尺讀望遠(yuǎn)鏡和光杠桿組成如圖1所示的測量系統(tǒng)。金屬絲2的上端夾緊在固定夾頭1中。其中部有一個可以上下移動的平臺5，用來承托光杠桿3。平臺上有一個圓孔，孔中有一個可以上下滑動的夾頭3，金屬絲2夾緊在夾頭3中。金屬絲2下面掛有砝碼6，放置在平臺上的光杠桿3可將金屬絲2長度的微小變化放大在標(biāo)尺7上，并通過望遠(yuǎn)鏡8進行測量。這個實驗多年來，一直是用望遠(yuǎn)鏡來觀察光杠桿反射鏡中標(biāo)尺刻度的象，并通過測量象的位置變化來求出鋼絲長度變化量的。但事實上在學(xué)生實驗中，由于望遠(yuǎn)鏡視場小，學(xué)生在望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)和測量時都感困難，學(xué)生在望遠(yuǎn)鏡中很難通過調(diào)節(jié)看到光杠桿反射過來的標(biāo)尺刻度，甚至完不成測量任務(wù)，望遠(yuǎn)鏡在大量學(xué)生反復(fù)使用中也很容易損壞。本實用新型也是用靜態(tài)拉伸法測定金屬絲的楊氏模量，實驗方法簡便、直觀、精度尚ο

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種方法直觀、效果好的拉伸法測定金屬絲的楊氏模量實驗裝置。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本實用新型的拉伸法測定金屬絲的楊氏模量實驗裝置，包括在光杠桿的平面反射鏡前面緊貼一塊平凸透鏡，所述的平凸透鏡的直徑與平面反射鏡相同，焦距2米；距離所述的光杠桿前方2米放一鏡筒組，所述的鏡筒組后部裝有12伏，10瓦的小燈泡，所述小燈泡的前端安置一透鏡，直徑4厘米，焦距3厘米，其上刻有水平叉絲。由上述本實用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實用新型所述的拉伸法測定金屬絲的楊氏模量實驗裝置，取消了原裝制中的望遠(yuǎn)鏡，而實際測量更加簡單、快捷。

圖1為原有拉伸法測量金屬絲楊氏模量實驗裝置示意圖圖中1、固定夾頭，2、金屬絲，3、光杠桿，4、滑動夾頭，5、固定平臺，6、砝碼，7、標(biāo)
尺，8、望遠(yuǎn)鏡。圖2為本實用新型拉伸法測量金屬絲楊氏模量實驗裝置示意圖。圖中1、固定夾頭，2、金屬絲，3、光杠桿，4、滑動夾頭，5、固定平臺，6、砝碼，7、標(biāo)尺，9、鏡筒組，10、小燈泡，11、透鏡，12、平凸透鏡。
具體實施方式
本實用新型的拉伸法測量金屬絲楊氏模量實驗裝置，其較佳的具體實施方式
如圖2所示。1、將金屬絲2調(diào)整至鉛直，金屬絲2的上端夾緊在固定夾頭1中。其中部有一個可以上下移動的固定平臺5，用來承托光杠桿3。平臺上有一個圓孔，孔中有一個可以上下滑動的夾頭3，金屬絲2夾緊在夾頭3中。金屬絲2下面掛有砝碼6，使固定平臺5水平。將光杠桿3放在固定平臺5上，光杠桿3的兩前腳放在固定平臺5前面，后腳放在金屬絲2下端的滑動夾頭4上適當(dāng)位置，不能與金屬絲2接觸。2、將標(biāo)尺7放在離光杠桿鏡面約為2米處，標(biāo)尺7旁放置鏡筒組9，替換附圖1中的望遠(yuǎn)鏡8，鏡筒組9后部裝有12伏，10瓦的小燈泡10，所述小燈泡10的前端安置一透鏡11，直徑4厘米，焦距3厘米，其上刻有水平叉絲。使光杠桿3與鏡筒組9 二者在同一高度。調(diào)整光杠桿3的平凸透鏡12與固定平臺5垂直，并且使平凸透鏡12與鏡筒組9成水平，并與標(biāo)尺7豎直。3、調(diào)整鏡筒組9，先適當(dāng)調(diào)節(jié)小燈泡10和透鏡11的距離約3厘米，再調(diào)整標(biāo)尺7的前后位置，使標(biāo)尺7上呈現(xiàn)清晰的透鏡11水平叉絲的實像，即可開始測量。4、通過逐漸加砝碼6或減砝碼6，光杠桿3將金屬絲2的微小變化在標(biāo)尺7上放大，即可直接在標(biāo)尺7上讀出叉絲在標(biāo)尺7上刻度的變化，即可測出該金屬絲2的楊氏模量。本實用新型具有如下特點測量簡單，一般學(xué)生稍加指導(dǎo)均可在短時間內(nèi)完成測量任務(wù)；測量精度高，由于叉絲的像直接投在標(biāo)尺上，清晰醒目，直接讀出，消除了視差，提高了測量精度。
權(quán)利要求1. 一種拉伸法測量金屬絲楊氏模量實驗裝置，其特征是在光杠桿(3)的平面反射鏡前面緊貼一塊平凸透鏡(12)，所述的平凸透鏡(1 的直徑與平面反射鏡相同，焦距2米；距離所述的光杠桿C3)前方2米放一鏡筒組(9)，所述的鏡筒組(9)后部裝有12伏，10瓦的小燈泡(10)，所述小燈泡(10)的前端安置一透鏡(11)，直徑4厘米，焦距3厘米，其上刻有水平叉絲。
專利摘要一種拉伸法測量金屬絲楊氏模量實驗裝置。金屬絲的上端夾緊在固定夾頭1中。其中部有一個可以上下移動的平臺，用來承托光杠桿。平臺上有一個圓孔，孔中有一個可以上下滑動的夾頭，金屬絲夾緊在夾頭中。金屬絲下面掛有砝碼，光杠桿放置在平臺上，在光杠桿的平面反射鏡前面緊貼一塊平凸透鏡12，其直徑與原平面鏡相同，焦距約2米左右，再在距離光杠桿前方約2米處放一鏡筒組，其后部裝有小燈泡，燈的前端安置一透鏡，直徑約4厘米，焦距約3厘米，其上刻有水平叉絲。將標(biāo)尺放在離光杠桿鏡面約為2米處，標(biāo)尺旁放置鏡筒組，并使光杠桿與鏡筒組二者在同一高度。調(diào)整光杠桿鏡面與固定平臺面垂直，鏡筒組成水平，并與標(biāo)尺豎直。
文檔編號G01N3/06GK202339301SQ20112043539
公開日2012年7月18日 申請日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者應(yīng)雄純, 張曉英, 賴邢杰 申請人:湖州師范學(xué)院