[实用新型]一种光电法杨氏模量实验仪

说明书

本实用新型提供了一种光电法杨氏模量实验仪，属于物理实验仪器技术领域，用于解决现有杨氏模量实验仪操作不方便且测量精度低的技术问题。本实用新型包括拉伸支架、测量支架和光电显示机构，金属丝的上端与固定夹连接，金属丝从载镜台中穿过，金属丝的下端设有砝码，载镜台上设有光杠杆平面镜机构，测量支架上滑动设置有套管，套管上设置有激光器和XZ双轴向游标阻尼齿条调节支架，XZ双轴向游标阻尼齿条调节支架上安装有电控板，电控板上设置有光敏电阻、电阻、电源连接旋钮和电压输出连接旋钮，光电显示机构包括电源和电压表。本实验仪操作方便，有利于减少测量误差，精度高，有利于提高测量结果的精准度。

技术领域

本实用新型属于物理实验仪器技术领域，具体是一种光电法杨氏模量实验仪。

背景技术

杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量，也叫拉伸模量。高校物理实验中，普遍使用的静态拉伸法测量金属钢丝杨氏模量的实验仪，主要两部分构成：第一部分是由立柱、望远镜和标尺组成的望远镜-标尺系统，第二部分是由平面镜光杠杆、支架、砝码和待测金属丝等组成的平面镜光杠杆系统。金属丝由于负重被拉伸，沿纵向发生微小位移，光杠杆系统将该位移放大。通过望远镜观察平面镜光杠杆标尺像的刻度变化，计算出金属丝的伸长位移。实验测量时，要求调节望远镜与平面镜等高。一般需要通过望远镜上的准星，观察并判断望远镜光轴与平面镜中心的相对高度，并进行调节，使得望远镜光轴与平面镜光轴大致等高，然后通过反复调节望远镜与平面镜的相对位置，直至在望远镜中能观察到平面镜中的标尺像。

这种传统实验装置主要是望远镜调节费时、眼疲劳、偶然误差大，而且在教学中学生难以准确掌握实验操作技巧，实验数据的精度低（精度1mm），完成质量较差。通过望远镜寻找平面镜内标尺的刻度较难，即使每次实验完后保持住实验仪器望远镜的位置，待下一次实验时也还是需要花费较多的时间去寻找标尺像。

另外，授权公告号CN208297261U的“新型激光反射式金属杨氏模量实验仪”，虽然已有专利，但在替代望远镜和标尺部分，其采用的是几何光学原理，激光经平面镜反射，反射光经凸透镜汇聚后后再通过狭缝衍射，形成中央极大的光条，然后照在标尺上，用来读取。虽然读数方便了，但误差是明显的，其一，光条有宽度不是线，读数不准，偶然误差大；其二，标尺精度仍然是1mm的，和光条宽度差不多，也引入偶然误差。二者加大了测量误差。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种操作简单、测量精度高的光电法杨氏模量实验仪。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种光电法杨氏模量实验仪，包括拉伸支架、测量支架和光电显示机构，测量支架正对于拉伸支架放置；所述拉伸支架上端设置有固定夹，金属丝的上端与固定夹连接，拉伸支架的中部设置有载镜台，金属丝从载镜台中穿过，金属丝的下端设置有砝码，载镜台上设置有光杠杆平面镜机构，光杠杆平面镜机构包括平面镜支座、平面镜、卡接板和平面镜杠杆，平面镜转动设置在平面镜支座上，平面镜的后方与平面镜杠杆的前端连接，卡接板水平卡接在金属丝上，平面镜杠杆的后端放置在卡接板上；所述测量支架上滑动设置有套管，套管上设置有激光器和XZ双轴向游标阻尼齿条调节支架，XZ双轴向游标阻尼齿条调节支架上安装有电控板，电控板上设置有光敏电阻、固定电阻、电源连接旋钮和电压输出连接旋钮，光敏电阻、固定电阻、电源连接旋钮之间组成串联电路，光电显示机构包括电源和电压表，电源和电压表与串联电路电性连接。