二光点式光杠杆

在普通物理力学实验中，经常会采用光杠杆望远镜尺组去测量物体微小长度的变化量．例如在拉伸法测量金属丝的杨氏模量实验和测量金属棒的线膨胀系数实验中就用到它们．然而，光杠杆望远镜尺组的成套设备价格昂贵(近千元)，一般学校若想用它来进行实验比较困难．下面介绍笔者设计的一种暂时称为“二光点式光杠杆”的装置，用它同样可以测量物体微小长度的变化量，它的精确度可以和光杠杆望远镜尺组相比美，而且它还具有成本较低(不足二十元)、易于制作、容易调节等优点。     

基于杨氏模量仪的微小伸长量测量方法改进与实践

传统光杠杆测量系统存在尺读望远镜找标尺像过程困难、光路模糊、记录数据不便和实验室空间利用率低等问题。本文基于传统光杠杆测量系统研发了以低功率激光、螺旋测微计与多级反射镜为主体的测量系统,实验结果证明改进后的测量系统解决了上述问题,同时降低了实验安全隐患,且提高了杨氏模量的测量精度。     

非标准状态光杠杆的系统误差分析

由于望远镜与竖尺之间存在距离,使得光杠杆测量系统在测量物体的杨氏模量时一般处于一种非标准状态。通过对这种非标准状态进行分析,得到了由此而产生的系统误差。     

利用激光干涉测钢丝的杨氏弹性模量

分析了在洛埃镜干涉装置中等效双狭缝间距变化对干涉条纹密度的影响。导出了钢丝因受力引起的绝对伸长量与干涉条纹密度变化之间的关系 ,并通过它计算了钢丝的杨氏弹性模量。结果表明 ,激光干涉法不仅比光杠杆法测量的量要少 ,而且用该方法通过测微目镜测条纹的位置要比光杠杆法通过望远镜对标尺读数精确 ,其测量结果要比光杠杆法更准确可靠     

光杠杆读数装置的改进

1 光杠杆法测量中主要误差的分析 光杠杆法是高等学校基础实验的微小长度测量中经常采用的主要方法之一,此方法不论在设计思想上,还是在测量技能综合训练方面,都是很有意义的,它的优越之处还在于把微小长度变化量δ通过光杠杆放大为竖尺刻度的变化量△a=a′-a2D/bδ(这里D为光杠杆镜面到竖尺的距离,b为光杠杆后足尖到二前足尖连线的垂直距离).     

光杠杆的快速调节

物理实验中使用光杠杆和镜尺组时,最感困难的就是调节仪器。归结起来主要困难有两点:一是调节时从望远镜中看不到目标,是因为方向没对准还是调焦不准?无从判断;再就是调节光杠杆,使标尺中点的象处于望远镜目镜叉丝上不太容易。这既有仪器本身的不足,也有学生动手能力问题,为此笔者设计了两个附件装在仪器上,并对调节过程大致分步,上述困难便迎刃而解。一、对仪器的两点改进将一根内径约1cm、长约10cm的薄壁硬管(称之为寻物管),固定在望远镜上,     

光杠杆放大法测量的误差分析及改进方法

分析了利用光杠杆放大法测量微小长度变化量的实验中,光杠杆镜面与望远镜光轴不垂直时,对测量结果所产生的误差。改进了实验装置,安装了两个量角器,可方便调节光杠杆平面镜与光学望远镜的角度,使光杠杆镜面与望远镜光轴能达到严格垂直的效果,从而减小因光杠杆镜面法线与望远镜光轴存在偏转角度而引起的测量误差。     

光杠杆测量杨氏模量的研究

传统光杠杆杨氏模量测量仪光路调节复杂,改进后利用激光替代望远镜,获得测量标尺上的读数,读数更加便捷.同时,根据螺旋测微仪可以求得放大倍数,从而确定出金属丝微小伸长量.相对于杨氏模量传统测量方法来说,本方法不仅调节方便,而且直观性强、准确度高.     

多次反射光杠杆法测金属线胀系数的公式修正

激光射入两个平行的平面镜,会引起多次反射,基于该原理的激光光杠杆法测量微小距离具有光路简单,读数快捷等优点。但实验过程中,激光在平面镜的入(反)射点与理论分析有出入,且差别随反射次数的增加而增加,另外在反射次数较少的情况下,激光的初入射角不能忽略,因此需要修正原有理论公式,避免测量微小距离时的误差。本文以金属线胀系数的测量实验为例,通过修正多次反射光杆杆法原有理论公式,分析实验数据,获得了更准确的金属线胀系数。     

物镜像法——一种调节杨氏模量实验仪的新方法

拉伸法测量杨氏模量的难点是测量样品在外力作用下所对应的微小长度变化量,而微小长度变化量的测量方法是应用了光杠杆原理。在仪器调节时,由于望远镜的孔径较小,用望远镜观察光杠杆反射镜中直尺的刻度线较困难。本文提出用物镜像法调节仪器,可以简单、快速地解决上述问题。     

利用等厚干涉测量钢丝的杨氏模量

测量杨氏模量常采用光杠杆法进行测量。而利用等厚干涉的方法可以比光杠杆法更精确地测出钢丝形变的变化量。目前利用等厚干涉测量杨氏模量的实验中多需借助显微镜进行观察及使用电脑对图像进行处理。本文提及的实验方法既可以用电脑进行图像处理,也可以直接用肉眼观察条纹的变化,使实验变得简单易行且精度也比较高,并能满足不同层次的数据处理的需要,可以作为一项综合性实验纳入大学物理实验中。     

光杠杆的激光瞄准装置

为了解决杨氏模量等实验中光杠杆的光路调节难度大的问题,对光杠杆光路进行了细致的分析,得到了光路调节所要满足的条件.根据这些条件,在光杠杆的平面镜上安装了一个主要由半导体激光器构成的激光瞄准装置.它在光路调节中起到重要的作用,只要将其激光束对准望远镜尺组上指定的瞄准点,即可满足光路调节的必要条件.该装置使得光杠杆的光路调节操作变得直观、可见、易于掌握,有效地解决了光路调节难度大问题.     

“杨氏模量测定”实验装置的小改革

这个实验多年来,一直是用望远镜来观察光杠杆反射镜中标尺刻度的象,并通过测量象的位置变化来求出钢丝长度变化量的。实践告诉我们,由于望远镜视场小,学生在调节和测量时都感困难。另外,望远镜在大量学生反复使用中容易损坏。为此,我们对原实验设备作了一些简单的改革,本学期经几百学生试用,效果令人满意,故介绍如下。改进后的实验装置如下图所示。我们在原光杠杆的平面反射镜前,紧贴一块平凸透镜(其直径与原平面镜相同,焦距约1.5米),再在原望远镜处改放一光源     

杨氏模量教学实验的改进

杨氏模量实验是大学物理实验课程教学中重要的组成部分.本文详细介绍了杨氏模量的激光光杠杆法和梁弯曲法两种测量方法.根据不同实验方法,对实验仪器进行合理的改进,并完成了数据处理和误差分析.相对于传统的实验教学方法,改进后的实验装置不仅操作简单,读数更简单,更直接,而且测量数据准确度高,误差很小.因此,本实验的优化改进将提高...     

杨氏模量实验中提高望远镜清晰度的方法

做杨氏模量实验时,由望远镜读标尺的读数是主要的测量内容,但往往在对望远镜调好后标尺读数仍不够清晰,其原因有二。一是进入望远镜镜筒的光,除来自标尺上的以外,尚有来自室内外其他方向的散射光影响标尺刻度与衬底的对比度,使清晰度下降。二是标尺上照度不够。可采取以下措施解决: 1.用黑纸做一个和望远镜的直径相同     

杨氏弹性模量测量仪的改进

测定杨氏弹性模量的实验是大学物理实验课的重要实验之一,通过反复多次的实验探索,对杨氏弹性模量测量仪的关键性组件——光杠杆进行了有效改进从而彻底消除了光杠杆易翻落摔坏的隐患,使更换镜片方便,反射像十分易于寻找,实验效果非常明显.     

用玩具激光枪制作光杠杆

在普物实验中,经常使用光杠杆测量微小的长度变化.例如,拉伸法测定杨氏弹性模量时,所用的光杠杆如图1中G所示.构成光杠杆的小平面镜固定在装有3个尖足的丁字架上,而架的前两个尖足放在固定平台C上,后一个尖足置于被测物B上,再配以一台望远镜和一个直尺,望远镜和直尺离开光杠杆一段距离.     

杨氏模量实验的改进

杨氏模量实验的改进王光学（四川大学光电系成都６１００６４）高勇，赵文革（贵州教育学院物理系贵阳５５０００３）伸长法测量杨氏模量是一传统实验．该实验装置存在两点不足：一是调节困难，特别是刚开始接触光杠杆的学生，往往调了多时仍不能从望远镜中看到标尺的像；...     

激光直射式CCD体重计的设计研究

基于拉伸法测量金属丝的杨氏模量这一实验,把改进后的激光光杠杆,应用到人体称重上．根据位移量与所加重物质量成线性关系,通过数据采集和编程,将体重通过液晶显示出来,设计制作成激光直射式CCD体重计．测量结果显示,精确度可以到0．01kg,拓展了杨氏模量的应用方向,启发同学们的发散思维,将物理实验与生活实践紧密相连．     

测定钢丝杨氏模量的实验方案研究

针对静态拉伸法测杨氏模量的实验方法,改进钢丝微小伸(缩)量的测量方案,选用一次性增(减)砝码的测量方案,使钢丝得到充分的拉伸(或收缩).由光放大原理分析,合理选择负重砝码,适度控制光杠杆镜面与望远镜的距离,使得望远镜中标尺刻度变化量的测量质量进一步提高.通过实验原理及其不确定度分析,结合测量数据,用置信概率为95%的不确定度对测量数据及杨氏模量的实验结果进行分析与评定,能得到更加合理的实验结果.