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要提高光杠杆的灵敏度,应采取什么样的措施效果好?有无限度?

2023-08-24 13:35:02
TAG: 杠杆
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黑桃云

光杠杆的灵敏度是有限的,放大倍数大概是100倍,可以通过增大观察点到平面镜的距离,还有就是增大平面镜下面的小腿到支点的距离。

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求科学出版社大学物理实验杨氏模量测定实验报告

扬氏模量测定【实验目的】 1. 掌握用光杠杆装置测量微小长度变化的原理和方法;2. 学习一种测量金属杨氏弹性模量的方法;3. 学习用逐差法处理资料。 【实验仪器】 杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜及标尺、螺旋测微器、游标卡尺、卷尺等 【实验原理】 一根均匀的金属丝或棒(设长为L,截面积为S),在受到沿长度方向的外力F作用下伸长ΔL。根据胡克定律:在弹性限度内,弹性体的相对伸长(胁变)ΔL/L与外施胁强F/S成正比。即: ΔL/L=(F/S)/E (1)式中E称为该金属的杨氏弹性模量,它是描述金属材料抗形变能力的重要物理量,其单位为N·m-2。设金属丝(本实验为钢丝)的直径为d,则S=πd2/4,将此式代入式(1),可得: E=4FL/πd2ΔL (2) 根据式(2)测杨氏模量时,F,d和L都比较容易测量,但ΔL是一个微小的长度变化,很难用普通测长器具测准,本实验用光杠杆测量ΔL。 【实验内容】 1. 实验装置如图2-9,将重物托盘挂在螺栓夹B的下端,调螺栓W使钢丝铅直,并注意使螺栓夹B位于平台C的圆孔中间,且能使B在上下移动时与圆孔无摩擦。2. 放好光杠杆,将望远镜及标尺置于光杠杆前约1.5~2m处。目测调节,使标尺铅直,光杠杆平面镜平行于标尺,望远镜与平面镜处于同一高度,并重直对向平面镜。3. 微调平面镜或望远镜倾仰和望远镜左右位置,并调节望远镜的光学部分,使在望远镜中看到的标尺像清晰,并使与望远镜处于同一高度的标尺刻度线a0和望远镜的叉丝像的横线重合,且无视差。记录标尺刻度a0值。4. 逐次增加相同质量的砝码,在望远镜中观察标尺的像,依次读记相应的与叉丝横线重合的标尺刻度读数a1,a2,…然后,再逐次减去相同质量的砝码,读数,并作记录。5. 用米尺测量平面镜面至标尺的距离R和钢丝原长L。6. 将光杠杆取下,并在纸上压出三个足尖痕,用游标卡尺测出后足尖至两前足尖联机的垂直距离D。7. 用螺旋测微器在钢丝的不同位置测其直径d,并求其平均值。 【数据处理】 本实验要求用以下两种方法处理资料,并分别求出待测钢丝的杨氏模量。一、用逐差法处理资料将实验中测得的资料列于表2-4(参考)。l= ± cmL= ± cmR= ± cmD= ± cm注:其中L,R和D均为单次测量,其标准误差可取测量工具最小刻度的一半。 d= ± cm将所得资料代入式(4)计算E,并求出S(E),写出测量结果。注意,弄清上面求得的l是对应于增加多少千克砝码钢丝的伸长量。二、用作图法处理资料把式(4)改为: 其中: 根据所得资料列出l~m资料表格(注意,这里的l各值为 ),作l~m图线(直线),求其斜率K,进而计算E; 【实验报告】【特别提示】 【思考问答】 1. 光杠杆的原理是什么?调节时要满足什么条件?2. 本实验中,各个长度量用不同的器具来测定,且测定次数不同,为什么这样做,试从 误差和有效数字的角度说明之。3. 如果实验中操作无误,但得到如图2-14所示的一组资料,这可能是什么原因引起的, 如何处理这组资料?4. 在数据处理中我们采用了两种方法,问哪一种所处理的资料更精确,为什么?5. 本实验中,哪一个量的测量误差对结果的影响最大?【附录一】 【仪器介绍】一、杨氏模量仪杨氏模量仪的示意图见图2-9。图中,A,B为钢丝两端的螺栓夹,在B的下端挂有砝码托盘,调节仪器底座上的螺栓W可使钢丝铅直,此时钢丝与平台C相垂直,并使B刚好悬在平台C的圆孔中央。二、光杠杆1. 光杠杆是测量微小长度变化的装置,如图2-9所示。将一个平面镜P固定在T型支架上,在支架的下部有三个足尖,这一组合就称为光杠杆。在本实验中将两个前足尖放在平台C前沿的槽内,后足尖搁在B上,借助望远镜D及标尺E,由后足尖随B的位置变化测出钢丝的伸长量。2. 图2-10为光杠杆的原理示意图,光杠杆的平面镜M与标尺平行,并垂直于望远镜,此时在望远镜中可看到经由M反射的标尺像,且标尺上与望远镜同一高度的刻度a0的像与望远镜叉丝像的横丝相重合(参看图2-11,相当于本实验中砝码托盘挂重物前望远镜中标尺的读数),即光线a0O经平面镜反射返回望远镜中。当光杠杆后足下降一微小距离ΔL时,平面镜M转过θ角到M′位置。此时,由望远镜观察到标尺上某刻度a1的像与叉丝横线相重合(参看图2-12,相当于本实验中砝码托盘挂重物后望远镜中标尺的读数),即光线a1O经平面镜反射后进入望远镜中。根据反射定律,得∠a1Oa0=2θ,由图2-10可知: 式中,D为光杠杆后足尖至两前足尖联机的垂直距离,R为镜面至标尺的距离,l为光杠杆后足尖下移ΔL前后标尺读数的差值。由于偏转角度θ很小(因ΔL<<D,l<<R,)近似地有:由该两式可得光杠杆后足尖的下移距离(相当于本实验中挂重物后钢丝的伸长量)为: (3)由此式可见,ΔL虽是难测的微小长度变化,但取R>>D,经光杠杆转换后的量l却是较大的量,并可以用望远镜从标迟上读得,若以l/ΔL为放大率,那么光杠杆系统的放大倍数即为2R/D。在实验中通常D为4~8cm,R为1~2m,放大倍数可达25~100倍。将式(3)和F=mg(m为所挂砝码的质量)代入式(2),可得: (4)此即为本实验所依据的测量式。还有一种光杠杆,其结构与上一种相似,只是把平面反射镜换成带有反射面的平凸透镜,把望远镜换成光源。实际应用时,通过调节反射镜到标尺的距离和光源位置等,使光源前面玻璃上的十字线清晰地成像到标尺上,通过标尺上十字线的偏移测出微小长度变化ΔL,其ΔL计算式与前一种完全相同。图211挂重物前的读数图212挂重物后的读数三、望远镜望远镜的结构如图2-13所示,其主要调节如下:1. 调节目镜(即转动目镜筒H),使观察到的叉丝清晰。1-目镜;2-叉丝;3-物镜图2-13望远镜示意图2. 调节物镜,即将筒I从物镜筒K中缓缓推进或拉出,直到能从望远镜中看到清晰的目标像。3. 消除视差,观察者眼睛上下晃动时,从望远镜中观察到目标像与叉丝像之间相对位置无偏移,称为无视差。如果有视差,则要再仔细调节物镜与目镜的相对距离(即将I筒再稍微推进或拉出),直到消除视差为止。
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光杠杆的原理是什么,调节时满足什么条件

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光杠杆的放大倍数公式是L=bC/2D=WC。b是光杠杆后足往前足连线的垂直距离,成为光杠杆常数,联立tan2a=2a=C/D,a=C/2D,tana=a=L/b可以求得L=bC/2D=WC。光杠杆是在长度或位置差别甚小的测量中,这是一个简单有效的方法。它是一块安装在三个支点上的平面镜,F1和F2为前面的支点,R是后面的支点。镜的偏转面所在的平面平行于F1、F2的连线,R安装在待测量的位置变化的物体上,F1和F2固定于基座,使平面镜能绕F1F2轴转动,L是望远镜,S是标尺(它上面的字是反的),当光线经M反射后,标尺S上的刻度可通过望远镜观测。
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光杠杆的优点如下:1、高精度:光杠杆测量微小伸长量的精度非常高,可达到亚微米级别。2、非接触式测量:光杠杆测量微小伸长量是一种非接触式的测量方法,不需要直接接触被测物体,避免了传统测量方法中可能会带来的误差和损伤。3、高灵敏度:光杠杆测量微小伸长量的灵敏度非常高,即使被测物体微小的伸长量也能被准确地测量出来,这使得它在一些需要高灵敏度测量的领域得到广泛应用,如生物医学领域、材料科学等领域。4、可以测量微小长度变化量。提高放大倍数即适当地增大标尺距离D或适当地减小光杠杆前后脚的垂直距离b,可以提高灵敏度,因为光杠杆的放大倍数为2D/b。提高光杠杆测量的灵敏度方法是增大反射镜与接手屏间的距离 同时缩短光杠杆脚的距离 但也不是灵敏度越高越好 因为灵敏度越高 试验系统的抗干扰能力会下降 要视具体情况而定。如果入射光固定,那么转动镜面一个角度A. 那么反射光线会偏折2A。反射光线投射到远方的墙壁上,那么这个2A的角度变化会使得光斑移动一个很大的距离。而使得镜面转动的距离一般比较小。这是一个测量小距离的方法。在长度或位置差别甚小的测量中,这是一个简单有效的方法。它是一块安装在三个支点上的平面镜,F1和F2为前面的支点,R是后面的支点。镜的偏转面所在的平面平行于F1、F2的连线,R安装在待测量的位置变化的物体上,F1和F2固定于基座,使平面镜能绕F1F2轴转动,L是望远镜,S是标尺(它上面的字是反的),当光线经M反射后,标尺S上的刻度可通过望远镜观测。
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要提高拉伸测杨氏模量实验光杠杆测量微度变化灵敏度增加反射镜望远镜间距离或者减反射镜支架度两者都增加灵敏度
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那肯定,不过放大倍数还是受到条件限制的
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目前有仪器通过激光可以准确测量钢丝绳长度。常用钢丝绳品种有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳或涂塑钢丝绳,大气环境中使用,专利技术生产的锰系磷化涂层钢丝绳使用寿命最长,磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是光面钢丝绳的3-4倍,重腐蚀环境优选防腐蚀能力突出的热镀锌—磷化双涂层钢丝绳,光面钢丝绳正在被淘汰,仅供参考。
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负性变力和变时作用是什么意思?

力是物体对物体的作用,力的作用效果:(1)使受力物体发生形变,(2)使受力物体运动状态发生变化,即产生加速度,所有物体受力后,都会发生形变,只是有的形变很小,通常情况下不易观察到,需要特殊方法(中学教材中有光杠杆放大,椭圆形玻璃瓶等).物体出现形变时不一定受力,可能是热学现象,如热膨胀,物体吸热,体积增大等.
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杨氏模量测定实验中,杨氏模量是什么意思?

实验原理1.杨氏模量:假设长为L、横截面积为S的均匀金属丝,在受到沿长度方向的外力F作用下伸长△L,如下图所示。下面先引入两个弹性形变的概念:2.仪器结构及光杠杆放大原理:(1)杨氏模量测定仪:杨氏模量测定仪,待测金属丝上端夹紧,悬挂于支架顶部;下端连着一个金属框架,框架较重使金属丝维持伸直;框架下方有砝码盘,可以荷载不同质量的砝码;支架前面有一个可以升降的载物平台。底座上有三个可以调节水平的地脚螺丝,光杠杆和镜尺组是测量△L的主要部件,光杆杆如下图所示,一个直立的平面镜装在三足底座的一端。底座上三足尖(f1、f2、f3)构成等腰三角形,等腰三角形底边上的高b称为光杠杆常数。镜尺组包括一个标尺和望远镜。
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2分)拉伸法测杨氏模量中,同一荷重下x与x看的读数相差较大,下面哪一种原因对其?

答案是加减法码只向一个方向进行,中途不倒转。拉伸法测金属的杨氏模量实验的关键是测量金属丝的伸长量,由于这个伸长量非常微小,所以采用了光放大法进行测量。而在光放大法中需要给金属丝加荷重,通过望远镜观察标尺的读数,理论上来说当荷重相同时金属丝的伸长量是一样的,加重和减重过程中相同荷重时读数不应该相差太大,如果相差得比较大可能的原因:1、光杠杆小镜的镜面没有固定好,实验过程中由于震动或是其他原因会转动,导致镜面转过一个角度;2、实验过程中一旦进入到加重和减重阶段,望远镜的位置、望远镜的俯仰以及高度、标尺的高度、光杠杆小镜的位置和角度这些都不能改变,否则都会造成读数的变化;3、金属丝上有小的弯曲。扩展资料:光杠杆法测量杨氏模量的实验实验仪器细钢丝、光杠杆、望远镜、标尺、支架、卷尺、螺旋测微器、游标卡尺等。光杠杆放大原理光杠杆两个前足尖放在弹性模量测定仪的固定平台上,而后足尖放在待测金属丝的测量端面上。金属丝受力产生微小伸长时,光杠杆绕前足尖转动一个微小角度,从而带动光杠杆反射镜转动相应的微小角度,这样标尺的像在光杠杆反射镜和调节反射镜之间反射,便把这一微小角位移放大成较大的线位移。参考资料来源:百度百科-杨氏模量
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2023-08-17 21:07:085

帮我说一声刘俊超我一直在等你英文

Jun Chao, I am always waiting for you
2023-08-17 21:07:122

调压箱的调压箱工作原理

调压箱的基本作用是将较高压力的燃气降至用户所需压力,保持稳定。调压器的工作原理:燃气从入口进入调压腔内,阀口开启时,燃气通过该阀口进入到减压阶段,将燃气压力控制在用户所需范围内。减压的工作过程:进口压力进入到主调皮膜的下腔。下腔由弹簧压力予之平衡。平衡位置决定了阀口的开度,从而有一定的燃气流通量。运行中当调压器进口压力瞬间下降时(即流量需要增加时),作用在主皮膜上的力减小,主皮膜下降,带动阀杆使阀口开度增大,从而使流量增加,弹簧与出口压力形成新的平衡。反之,当调压器进口压力瞬间上升时(即流量需要减少时),作用在主皮膜上的力增大,主皮膜上升,带动阀杆使阀口开度减小,从而使流量减少,并维持出口压力不变。若需改变调压器出口压力,需旋转指挥器调压器调压设定螺丝,顺时针旋进为升压,逆时针旋出为降压,若需压力值与原定值差异较大时,应更换指挥器调弹簧(一般调压箱出厂时,已按用户要求设置好出口压力,无特殊情况请勿随意调节)。当设备出现故障造成出口压力持续升高达到预定值时,切断机构动作,切断进口气源,停止向调压器供气,若出口段受外界因素如温度升高,使出口压力达到一定值时,放散机构动作,使出口压力稳定在预定值上,若想恢复通气,必须在故障排除后,手动缓慢打开切断阀即可。
2023-08-17 21:07:131

计算机网络和计算机组成原理哪个简单一点

我怎么感觉网络原理更难呢 尤其是IEEE那些协议 那个混乱啊
2023-08-17 21:07:182

我一直在原地等你 请问谁可以帮我翻译成英文

i"m waiting for you right here ever
2023-08-17 21:07:053

upstairs怎么读

upstairs[英][u02ccu028cpu02c8steu0259z] [美][u02c8u028cpu02c8stu025brz] 生词本简明释义adv.在楼上,往楼上;在高空adj.楼上的n.楼上复数:upstairs以下结果由 金山词霸 提供柯林斯高阶英汉词典 网络释义 百科释义 同反义词1.ADV上楼;往楼上If you go upstairs in a building, you go up a staircase towards a higher floor. He went upstairs and changed into fresh clothes...他上楼换上干净衣服。I walked upstairs and unlocked my front door.我走上楼去,打开前门的锁。
2023-08-17 21:07:001

吸尘吸水机的用途

 吸尘吸水机的特点:采用进口马达(工作时间可延长4小时)吸力超乎想象,美观亮丽的圆形桶身,容量惊人,内装强劲吸力的马达,吸尘吸水效果理想,效率更高特大型多用途的随机附件,组合方便,持久耐用,提供两种不同的排水方式,任意选择,容易调节,宽大的轮盘及坚固的推车架配置,灵活稳定,方便操作  吸尘吸水机的用途:本产品具有小巧灵活,使用超静音设置吸力超强,多用途随机附件,组合方便,吸尘吸水机适用洗车行业,于所家具,会场,车间,厂房,写字楼及其它大型公共场。  吸尘吸水机的保修:  1、主机:我公司所有型号吸尘器(主机)保修两年(非人为损坏)  2、部件:一年内免费更换一次(以损坏者)部件如下:吸水趴,吸尘趴,小毛刷,扁头,园毛刷,软管等主要部件保养及注意事项,高洁所有吸尘器为工业通用吸尘器(吸尘吸水)操作灵活简单,为了使吸尘器达到三年以上的寿命,请大家注意事项:  1、客户在用吸尘吸水机时必须使用垃圾过滤袋(减少灰尘对马达的危害)。  2、高洁所有吸尘器为不锈钢桶面美观大方(禁止化学性液体,酸性清洁剂原液等对不锈钢造成危害的液体进入。  3、垃圾过滤袋的维护,垃圾过滤袋达到一定灰尘时请把次袋取出,用吸尘器吸干净即可。
2023-08-17 21:07:004

SpaceX获得了五角大楼,之后会用于哪方面?

会用于太空探索方面,主要是为五角大楼发射航天器。
2023-08-17 21:06:592