【实验内容】 (1)首先在砝码盘上预置 2kg 的砝码,使金属拉直,以此为测量起点 。 (2 )将光杠杆前两尖足放在小平台 的沟槽 内,后尖足 (主杆尖足 )放在圆柱体上。为 了使圆柱体 C 与平台孔壁不相碰,以减小摩擦,必须调底座螺钉和平台两边的调平螺钉使 平台 G 保持水平 。反射镜面应与主杆 b 保持垂直。 (3 )调节望远镜的高度使光杠杆镜面与望远镜等高共轴。调节望远镜的左右位置、水 平方向、竖直方向和竖尺的位置,在望远镜视场 中看到清晰、明亮的标尺刻度,并记下此 时十字叉丝所对应的刻度 n0 。 (4 )为消除圆柱体与平台孔壁之间的微小摩擦和金属丝长度变化的滞后引起的系统误 差,采用 “异号法 ”处理数据。即:需要分别记录每增加 1kg 砝码对应的标尺的读数和每 减少 1kg 砝码标尺的读数,记下对应相同砝码重量的标尺读数 n ′ 与n′′ ,计算时标尺的读数 i i 取平均值 ′ ′′ n = (n + n ) / 2 。增加砝码和减少砝码应分别连续进行。 i i i (5 )用米尺测量金属丝原长L 、镜尺距离 D 。 (6 )将光杠杆三尖足压在铺平 的白纸上,压出三尖足位置痕迹,用细铅笔画出由三尖 足形成的三角形,并作顶点到底边的垂线,用游标卡尺量出此垂线的长即为光杠杆臂长 b 。 (7 )用千分尺在试样上、中、下各部位测其直径 9 次,然后求出直径的平均值及其测 量误差。注意每次测量直径前要记下千分尺的 “零差”。 【数据处理】 (1)列出被测量数据的记录表格。 ·88 · (2 )用逐差法求出 ∆n ,将各测量值代入式(3-2-4 )求出扬 氏模量 Y 的平均值,计算 出Y的不确定度并写出 Y 的测量结果表达式。 【注意事项】 (1)加减砝码时,动作要轻,尽量使其静止不摆动 。 (2 )用千分尺测量金属丝的直径时,不要压得过紧,听到“叭叭”声后即可读数。 【思考题】 (1)本实验的各个长度量为什么要用不同的测量仪器测量?其单次测量的不确定度各 为多少? (2 )材料相同,但粗细、长度不同的两根金属丝,它们的杨氏模量是否相同? (3 )本实验所用的光杠杆和望远镜能分辨的最小长度变化是多少?怎样提高光杠杆测 量微小长度变化的灵敏度 ? ·89 ·