专利名称：一种拉伸法测量金属丝杨氏模量实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种物理实验装置，尤其涉及一种拉伸法测量金属丝杨氏模量实验装置。
背景技术：
力作用于物体所引起的效果之一是使受力物体发生形变，物体的形变可分为弹性形变和塑性形变。固体材料的弹性形变又可分为纵向、切变、扭转、弯曲，对于纵向弹性形变可以用杨氏模量来描述材料抵抗形变的能力。杨氏模量是表征固体材料性质的一个重要的物理量，是工程设计上选用材料时常需涉及的重要参数之一，一般只与材料的性质和温度有关，与其几何形状无关。设金属丝的原长L，横截面积为S，沿长度方向施力F后，其长度改变Δ L，则金属丝单位面积上受到的垂直作用力F/S称为正应力，金属丝的相对伸长量AL/L称为线应变。实验结果指出，在弹性范围内，由胡克定律可知物体的正应力与线应变成正比，即则1"= !
AL/L比例系数Y即为杨氏弹性模量。为了测量细金属丝的微小长度变化，一般在实验中使用了光杠杆放大法，光杠杆的作用是将微小长度变化放大为标尺上的位置变化，通过较易准确测量的长度测量间接求得钢丝伸长的微小长度变化，尺读望远镜和光杠杆组成如图1所示的测量系统。金属丝2的上端夹紧在固定夹头1中。其中部有一个可以上下移动的平台5，用来承托光杠杆3。平台上有一个圆孔，孔中有一个可以上下滑动的夹头3，金属丝2夹紧在夹头3中。金属丝2下面挂有砝码6，放置在平台上的光杠杆3可将金属丝2长度的微小变化放大在标尺7上，并通过望远镜8进行测量。这个实验多年来，一直是用望远镜来观察光杠杆反射镜中标尺刻度的象，并通过测量象的位置变化来求出钢丝长度变化量的。但事实上在学生实验中，由于望远镜视场小，学生在望远镜调节和测量时都感困难，学生在望远镜中很难通过调节看到光杠杆反射过来的标尺刻度，甚至完不成测量任务，望远镜在大量学生反复使用中也很容易损坏。本实用新型也是用静态拉伸法测定金属丝的杨氏模量，实验方法简便、直观、精度尚ο

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种方法直观、效果好的拉伸法测定金属丝的杨氏模量实验装置。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的本实用新型的拉伸法测定金属丝的杨氏模量实验装置，包括在光杠杆的平面反射镜前面紧贴一块平凸透镜，所述的平凸透镜的直径与平面反射镜相同，焦距2米；距离所述的光杠杆前方2米放一镜筒组，所述的镜筒组后部装有12伏，10瓦的小灯泡，所述小灯泡的前端安置一透镜，直径4厘米，焦距3厘米，其上刻有水平叉丝。由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型所述的拉伸法测定金属丝的杨氏模量实验装置，取消了原装制中的望远镜，而实际测量更加简单、快捷。

图1为原有拉伸法测量金属丝杨氏模量实验装置示意图图中1、固定夹头，2、金属丝，3、光杠杆，4、滑动夹头，5、固定平台，6、砝码，7、标
尺，8、望远镜。图2为本实用新型拉伸法测量金属丝杨氏模量实验装置示意图。图中1、固定夹头，2、金属丝，3、光杠杆，4、滑动夹头，5、固定平台，6、砝码，7、标尺，9、镜筒组，10、小灯泡，11、透镜，12、平凸透镜。
具体实施方式
本实用新型的拉伸法测量金属丝杨氏模量实验装置，其较佳的具体实施方式
如图2所示。1、将金属丝2调整至铅直，金属丝2的上端夹紧在固定夹头1中。其中部有一个可以上下移动的固定平台5，用来承托光杠杆3。平台上有一个圆孔，孔中有一个可以上下滑动的夹头3，金属丝2夹紧在夹头3中。金属丝2下面挂有砝码6，使固定平台5水平。将光杠杆3放在固定平台5上，光杠杆3的两前脚放在固定平台5前面，后脚放在金属丝2下端的滑动夹头4上适当位置，不能与金属丝2接触。2、将标尺7放在离光杠杆镜面约为2米处，标尺7旁放置镜筒组9，替换附图1中的望远镜8，镜筒组9后部装有12伏，10瓦的小灯泡10，所述小灯泡10的前端安置一透镜11，直径4厘米，焦距3厘米，其上刻有水平叉丝。使光杠杆3与镜筒组9 二者在同一高度。调整光杠杆3的平凸透镜12与固定平台5垂直，并且使平凸透镜12与镜筒组9成水平，并与标尺7竖直。3、调整镜筒组9，先适当调节小灯泡10和透镜11的距离约3厘米，再调整标尺7的前后位置，使标尺7上呈现清晰的透镜11水平叉丝的实像，即可开始测量。4、通过逐渐加砝码6或减砝码6，光杠杆3将金属丝2的微小变化在标尺7上放大，即可直接在标尺7上读出叉丝在标尺7上刻度的变化，即可测出该金属丝2的杨氏模量。本实用新型具有如下特点测量简单，一般学生稍加指导均可在短时间内完成测量任务；测量精度高，由于叉丝的像直接投在标尺上，清晰醒目，直接读出，消除了视差，提高了测量精度。
权利要求1. 一种拉伸法测量金属丝杨氏模量实验装置，其特征是在光杠杆(3)的平面反射镜前面紧贴一块平凸透镜(12)，所述的平凸透镜(1 的直径与平面反射镜相同，焦距2米；距离所述的光杠杆C3)前方2米放一镜筒组(9)，所述的镜筒组(9)后部装有12伏，10瓦的小灯泡(10)，所述小灯泡(10)的前端安置一透镜(11)，直径4厘米，焦距3厘米，其上刻有水平叉丝。
专利摘要一种拉伸法测量金属丝杨氏模量实验装置。金属丝的上端夹紧在固定夹头1中。其中部有一个可以上下移动的平台，用来承托光杠杆。平台上有一个圆孔，孔中有一个可以上下滑动的夹头，金属丝夹紧在夹头中。金属丝下面挂有砝码，光杠杆放置在平台上，在光杠杆的平面反射镜前面紧贴一块平凸透镜12，其直径与原平面镜相同，焦距约2米左右，再在距离光杠杆前方约2米处放一镜筒组，其后部装有小灯泡，灯的前端安置一透镜，直径约4厘米，焦距约3厘米，其上刻有水平叉丝。将标尺放在离光杠杆镜面约为2米处，标尺旁放置镜筒组，并使光杠杆与镜筒组二者在同一高度。调整光杠杆镜面与固定平台面垂直，镜筒组成水平，并与标尺竖直。
文档编号G01N3/06GK202339301SQ20112043539
公开日2012年7月18日 申请日期2011年11月7日 优先权日2011年11月7日
发明者应雄纯, 张晓英, 赖邢杰 申请人:湖州师范学院