公式应满足的实验条件有三:① 加负荷不能超过钢丝的弹性限度;② 光杠杆偏角θ应很小,即外力F不能过大;③ 望远镜光轴水平,反射镜与标尺垂直于光轴。
[实验后思考题]
1、根据Y的不确定度公式,分析哪个量的测量对Y的测量结果影响最大。
ud2u?n2ub2uL2uR2u ?()?()?4()?()?(),分别计算出LRbYd?n
uLuRudu?nub、2。由实际测量的计算可知,d和?n二量的测量对YLRd?nb
的测量结果影响最大,因此测此二量尤应精细。
2、可否用作图法求钢丝的杨氏模量,如何作图?
答:本实验不用逐差法,而用作图法处理数据,也可以算出杨氏模量。由公式
πd2bπd2b8FLRY= 可得: F= 8LR Yn=KYn。式中K= 8LR 可视为常数。πd2bn
以荷重F为纵坐标,与之相应的ni为横坐标作图。由上式可见该图为一直
线。从图上求出直线的斜率,即可计算出杨氏模量。
3、怎样提高光杠杆测量微小变化的灵敏度?这种灵敏度是否越高越好?
2R2R 答:由Δn= b ΔL可知, b 为光杠杆的放大倍率。适当改变R和
b,可以增加放大倍数,提高光杠杆的灵敏度,但这种灵敏度并非越高越好;
b因为ΔL=2RΔn成立的条件是平面镜的转角θ很小(θ≤2.5°),否则tg2θ≠2θ。要使θ≤2.5°,必须使b≥ 4cm,这样tg2θ≈2θ引起的误差在允许范围内;而b尽量大可以减小这种误差。如果通过减小b来增加放大倍数将引起较大误差。
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