示範演示實驗 > A. 力學 > A17.金屬楊氏係數測量

金屬楊氏係數測量

利用重捶的拉升以及光槓桿原理來量測銅線楊氏係數。

實驗目的

測量銅線的楊氏係數

實驗演示

調整重錘的質量，因為金屬線本身的彈性，會造成有些微的長度變化，利用光槓桿原理來精確測量其伸長量大小並記錄其經過光反射在尺上的刻度，則待測的楊氏係數可由銅線直徑、光槓桿的D與直尺到銅線裝置的距離求得。

示範實驗

原理說明

楊氏係數的定義，為金屬線的縱向應變： (1)
F:金屬線拉長的力
A:線的截面積
L:金屬線的長度
Δl：金屬線長度的改變量。

光槓桿原理：

光槓桿是光學反射定律的一個很好的應用；它能把微小的長度變化“放大” 很多倍，幫助我們作精密的測量。下圖的是光槓桿在實際應用時的簡圖。當鏡面在M（即鏡面與尺平行）時，尺上T 點射出的光線被鏡面反射回T 點，我們在望遠鏡裡應該看到與鏡筒高度相同的刻度（即T 點刻度，這等於是“歸零” 的手續）。在實驗中，我們適當安排鏡面於物體上，使得物體微小的長度改變能牽動鏡面。一旦鏡面被轉動θ角到M' 後，所有尺上的刻度，只有P 點附近發出的光能進入望遠鏡筒內。於是我們就能由望遠鏡裡得到T點和P點的距離差長度D (鏡面到直尺的距離為R)，從而得知θ值。