实验原理
一般的材料在受到外力时,都要发生形变。在外力较小时,材料能完全恢复原状的变化叫做弹性形变。在材料力学实验中,需要进行各种材料的力学性质的实验。拉伸实验是一个简单但却很典型的实验。得出的拉伸曲线可以说明材料的应力和应变之间的关系。在弹性极限内,材料的应力和应变成正比。这就是胡克定律。对于不同的材料,其比例系数是不同的。
某一材料的应力与应变的比值称为该材料的弹性模量。物体受纵向应力时,其伸长模量(或压缩模量)称为杨氏模量。
设一根钢丝的截面积为A,原长为L,沿其长度方向加一拉力F后,钢丝的伸长量为△L,根据胡克定律,在弹性极限内应力与应变成正比:
其中的比例系数E称为该材料的杨氏模量,本实验计算杨氏模量的公式是
它的单位可选用N/m2 或dyn/cm2 。实验证明,杨氏弹性模量E与外力F、物体的长度L和横截面积S的大小无关,而只取决于棒的材料。
光杠杆的放大原理
光杠杆放大原理
实验开始时,平面镜M的法线方向水平,望远镜中观察到的C点的相应刻度为n0。当钢丝因悬挂重物而下降DL时,导致了平面镜M的法线方向改变了a角。设平面镜M的后支点到两个前支点连线的垂直距离为b,则有
而此时由0点反射进望远镜C¢处的的刻度n1与原刻度n0之间的夹角为2a。设镜面到尺子的距离为R,由于a角很小,因此有:
光杠杆的放大倍数取决于b和R的比值。