[发明专利]一种基于简谐振动的测金属丝杨氏模量的实验装置及方法

摘要

一种基于简谐振动的测金属丝杨氏模量的实验装置及方法，涉及一种杨氏模量的测量装置及方法，本发明为解决目前大学物理实验中测金属丝杨氏模量的实验原理比较单一而且抽象，望远镜的调节难度比较大的问题。本发明装置包括在支架上端设置横梁，中间设置平台，横梁中间设置上夹头及力敏传感器，金属丝两端分别与力敏传感器及下夹头相连，下夹头与铁块相连。在标尺底座上设置标尺，标尺上设置激光器及与智能光电计时器相连的光电传感器；本发明方法通过测激光器发出的激光束经光杠杆的平面镜反射后在标尺上形成的光斑做简谐振动的周期，得到金属丝弹簧振子做简谐振动的周期T，代入公式计算出金属丝杨氏模量。本发明适用于金属丝杨氏模量的测量。

主权项

一种基于简谐振动的测金属丝杨氏模量的实验装置，其特征在于，它包括在支架底座上设置支架，支架上端设置横梁，支架中间设置平台，平台可沿支架移动以改变位置，平台中间开有一圆孔，横梁中间设置上夹头及力敏传感器，金属丝一端与上夹头及力敏传感器相连，另一端穿过平台中间的圆孔与下夹头相连，下夹头上端与平台在同一水平面上，下夹头通过连接装置与铁块相连，铁块下方设置电磁铁装置；力敏传感器通过接口与测量控制器相连，力敏传感器用来测量金属丝所受拉力大小，并可通过力敏传感器测量显示屏显示出来；电磁铁装置用来通过磁力作用于铁块给金属丝施加拉力，然后释放，从而使铁块在金属丝作用下做简谐振动，并可通过电磁铁装置工作电流调节旋钮调节拉力大小；光杠杆放在平台上，二前足在平台的横槽内，后足放在下夹头上；在标尺底座上设置标尺，标尺上设置激光器，激光器可沿标尺移动以改变位置，激光器通过接口与激光器控制器相连，通过工作电流调节旋钮可以调节激光器的工作电流；标尺内部设置标尺照明器，标尺照明器与标尺照明器控制器相连，通过亮度调节旋钮可以调节亮度；在标尺上靠近激光器的正下方设置一光电传感器，光电传感器可沿标尺移动以改变位置，光电传感器通过接口与智能光电计时器相连，通过智能光电计时器显示屏、智能光电计时器启停按键及智能光电计时器功能切换按键，可以测量铁块与金属丝构成的金属丝弹簧振子做简谐振动的周期。