光杠杆法测定杨氏模量实验报告(7)

光杠杆法测定杨氏模量实验报告

距为：b

，其中λ为入射光波长，n为空气折射率，从而得到： 2n 2nb

H

测出AB间距H，则钢丝伸长 L Htan H ，从而有 L ,

2nb

测出钢丝直径D，钢丝原长L和施加的拉力F，则有：

E

8nbFL

πD2 H

方案1：利用迈克尔逊干涉仪测量微小位移

如图为迈克尔逊干涉仪，将钢丝固连到平面镜M1上，则当拉力F使得长为L，半径为D的钢丝产生形变 L时，将带动M1向下平移相同位移，此时观察视场中将会看到干涉条纹相对某参考线移过N条，根据等厚干涉规律，有：

N

, 22FL

故有：E 2

DN

L

当然以上两个方案纯属构想，没有得到实践证明，难以评测其是否简便可行。但是这可以为我们提供测量微小位移的思路，也就是把通过精密的光学实验间接测量出难以直接测量的微小位移。

五、总结

本实验通过光杠杆的放大作用，测出了在载荷作用下钢丝的微小变形，从而测量出了钢丝的杨氏弹性模量。与文献上的理论值相比较，测量值能较好地吻合理论真值。光杠杆的放大作用同时也启发我们，放大微小位移时可以通过光学仪器或者光学规律将微小位移转化成或放大成可测量的较大位移。由此我们可以将这个思想推广到任何微小位移的测量上去，故而本实验具有重大的启发意义。实验中我通过仔细琢磨原理和小心操作仪器，顺利地解决了一些故障和意外，但是仍然存在测量精度不足的问题，故而仍需要再接再厉。

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