杨氏模量测定的尺镜组装置研究与设计

为了提高杨氏模量测定精确度,从试验误差角度分析,得出因尺镜组调节不当引起误差,从而降低了杨氏模量测量的准确度;从测量不确定度和有效数字处理角度分析,得出杨氏模量的测量精度被尺镜组所制约.因此,对测量方法和尺镜组装置进行了改进,将标尺设计为最小分度值为0.02 mm移动铅直标尺,望远镜设计为准直望远镜,光杠杆镜面到标尺距离为1.236 2 m以上.通过试验,得出测量结果总不确定度由0.07×1011 N*m-2下降为0.025×1011 N*m-2,使测量结果的有效位数增加一位,减小了人为调偏标尺和望远镜的误差.     

杨氏模量实验粗调范围的定量分析

杨氏模量实验中常涉及到望远镜和光杠杆平面镜的粗调和细调,对培养学生的实践能力有着重要作用.但在仪器调节的教学中发现,学生对平面镜和望远镜粗调不够重视,导致光杠杆平面镜的上下倾角或者望远镜光左右偏转转角过大,无法观察到标尺的像.文章从系统成像的光路出发,对光杠杆平面镜的上下倾角或者望远镜左右偏转转角过大这两种极限情况进行定量分析,以探讨它们极限角范围的规律,从而判断光杠杆平面镜和望远镜粗调是否使标尺的像在望远镜视场范围内,指出粗调的重要性.通过计算发现,望远镜处于理想状态下,平面镜的极限倾斜角随标尺到平面镜中心的距离增大而减小;而当平面镜处于理想状态,望远镜的左右偏转极限角随标尺到平面镜中心的距离增大呈现减小和增大交替变化的特点,标尺到平面镜中心的距离等于2.2米时,望远镜的极限偏转角最大,等于1.067 °.     

激光在光杠杆实验中的应用

光杠杆技术是基础物理实验课中要求学生重点掌握的测量微小长度变化的基本技术。它广泛应用于拉伸法测量金属丝的杨氏模量、尤应法测量金属梁的杨氏模量、金属线膨胀系数的测定等实验课题之中,在光反射式检流计、冲击电流计等一些高灵敏度的仪器仪表中也有实际应用。时下欠使用的光杠杆的测示系统均为镜尺组装置,通过多年的教学实践使我们深感该装置有如下的不利之处:①大多数学生只能自己在望远镜的视场中找到光杠杆上圆镜的像,而不易找到米尺的像,有的学生对圆镜像与米尺像之间的物距差理解不深。②很大一部分学生在自己调节的仪器中望远镜里米尺像和测量叉丝间的视差很大,因在做这类实验时他们还没有学习光学,对视差概念不好接受,更难以运用,结果使他们的测量结果的误差很大。③极易“丢失现象”,且“丢失”原因不好寻找。很大比例的学生“现象丢失”后,     

光杠杆、标尺望远镜组测量微小变化量的误差分析

以光杠杆、标尺望远镜组测量微小变化量原理为依据，就镜面、标尺和望远镜光轴等偏调，对测量微小变化量的误差进行了分析。     

光杠杆与望远镜直尺的调整

在大学普通物理实验中，有一个“用伸长法测杨氏模量”的实验，该实验的难点在于光杠杆与望远镜直尺的调整。多年的教学经验表明，学生在调整时如果不得法，有时花一、二个小时都不能在望远镜中找到像，也就不能进行实验。在这里我把调整方法介绍给大家。（－）原理分析。物体受拉力会伸长，例如；一根长约五．5米，直径为0．001米的铜线在受到skg拉力时，其长度将增加约726X10－4米，即0．726毫米，测量这样微小的伸长量通常就是用光杠杆和望远镜直尺。如图，M是一光杠杆，其上有一个很小的平面反射镜，N是直尺，T是望远镜。调整时目的就…     

新型杨氏模量实验仪的研制

对原有的杨氏模量测定实验仪存在望远镜调节困难、光杠杆镜易碰下打破镜子、刻度标尺不够明亮的问题进行了分析,针对这些问题提出了相应的改进措施,取得很好的效果.     

杨氏模量实验仪器快速调节法

提出一套杨氏模量实验的简洁有效操作方法——快速调节法,观测者可以在2分钟甚至更短的时间内在望远镜中观察到标尺的像.     

用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量实验的改进

在抚顺师专用拉伸法测金属丝杨氏弹性量实验中，用读数显微镜代替光杠杆、望远镜及标尺、简化了实验设备，实验过程，提高了实验的成功和实验数据的精确度值，此种方法同样适用于金属线胀系数实验。     

分光计调节的简单方法

在光学实验中 ,分光计的调节和测量是必须掌握的基本实验。本文针对望远镜以及平台的调节 ,指出比较简单、有效的方法。1　望远镜调焦粗调 :①将载物平台和望远镜光轴尽量调成水平 ;②调节目镜 ,使叉丝位于目镜焦平面上 ,将叉丝看清楚 ;③用望远镜观察远处物体 ,调节物镜与目镜间的距离 ,使视野中物象和目镜中的叉丝同时清楚。简便的调焦方法 :完成粗调的①、②步之后 ,使平面反射镜贴近望远镜物镜 ,由于镜面垂直于光轴 ,光可反射回来 ,再前后移动目镜 ,必能看到、看清叉线象 ,同时使叉丝象与叉丝无视差 ,则望远镜已聚焦于无限远。用该方法…     

金属固体材料杨氏模量的静态拉伸法测量改进

从金属固体材料(如:钢丝)长度、镜尺间距、光杠杆前后足间距和视伸长的测量等方面对现有的实验仪器和测试方法进行改进,降低了调节的难度,简化了实验操作,减小了实验误差,可以达到提高测量精确度的实验要求。     

光杠杆放大法的误差分析

阐述与分析了在用光杠杆放大法测量杨氏弹性模量的实验中，光杆镜镜面望远镜光轴所成的角度，对测量微小长度所产生的误差。     

水准仪望远系统的故障分析和调修

水准仪的望远镜系统一般分为目镜组、物镜组、调焦镜组、分划板注和调焦手轮部分。在日常使用中常由于使用环境恶劣,操作不当,存放不当等多种因素的影响,会出现一些故障。笔者将在日常检定和维修中常见的故障和维修方法做一介绍。     

多级光杠杆测量微小形变量研究

光通过镜面发生反射,在入射光线方向不变的情况下,如果镜面旋转的角度为0,则反射光线偏转20．利用该原理对传统使用的光杠杆进行改进,提出多级光杠杆的概念．多级光杠杆对微小测量值的放大倍数远远超过传统光杠杆,灵敏度得到提高．同时在数据处理上采用线性拟合的方法得出结果,避免了传统光杠杆中的直接测量标尺和反射镜之间距离而引入的误差,使微小目标测量结果更加可靠．     

正确调节光杠杆的一个关键问题

<正> 光杠杆为几何光学测量仪器之一,常配合望远镜直横尺测量微小长度的变化。它的构造如图一所示。一个带框的平面镜固定在杠杆的支架上,并能自锁于任一仰角处。杠杆底板上     

基于面源信息的F/39光路自动调焦技术研究

自动调焦技术在现代天文望远镜中发挥着重要作用。对于大型的空间望远镜,由于发射和在轨工作环境复杂,且常要求在多波段下工作,从而使得在轨自动调焦成为必不可少的一项关键技术。根据空间太阳望远镜[1](SolarSpaceTelescope,SST)F/39主光路在轨工作的调焦需求,在地面调焦实验系统中,以分辨率板为目标源进行了图像边缘法、图像标准差和图像熵等多种调焦判据的实验研究。结果表明,在所选取判据中,基于Sobel与Prewitt算子的图像边缘法只需加减运算,易于硬件实现且半峰值宽度小,波形陡峭,重复检焦精度达到0.06mm,在选取调焦判据中性能最优。     

数字水准仪的测量原理及测试精度分析

在电子水准仪的3种读数原理(相位法、相关法、几何法)中主要介绍了几何法,结合索佳电子水准仪SDL30M在实验场进行了视距长度测量、调焦质量、标尺前后左右倾斜和遮挡程度试验,并利用已有实验场进行了水准测量的对比实验,分析了上述实验结果,得到了以下几点结论1)仪器实测精度与标称精度基本相符.2)视距测量误差与视距长度成正比,基本呈线形关系,100 m的视距长度误差一般不会达10 cm.3)调焦质量对观测成果(中丝读数)影响很小,但数据显示时间会相应延迟.4)在2°范围内标尺左右倾斜影响较小,一般在1 mm以内,超过2°误差迅速增大;标尺前后倾斜在2°范围影响较小,读数误差一般在0.2 mm以内,超过2°误差迅速增大.5)遮挡容许程度与距离有关,距离越近,容许遮挡率越低;距离越远,遮挡率越大.6)对某水准网对比测量表明采用该仪器完全可以满足工程二等水准测量要求,而且精度高、速度快.     

平面镜的平移对杨氏模量影响的讨论

利用静力拉伸法测量杨氏模量是一个经典的实验,测量仪的组件——光杠杆的平面镜与两前尖处于同一竖直平面内,后尖足既细又长,使得光杠杆的重心处于支承面的边缘线上,这是一种典型的不稳定结构,在测量过程中存在光杠杆容易翻落摔坏的隐患,当把平面镜的位置平移后可改变不稳定结构的状况。为此对光杠杆平面镜位置平移前后的光路进行分析,讨论它对测量杨氏模量的影响。     

分光计调节途径优化的理论探讨简

在普物实验中,分光计的调节和使用作为一个经典的实验项目被普遍采用,但在其调节过程中往往带有一定的机械性和偶然性,对初学者有较大的困扰.针对关键的细调环节,通过对渐近法调节原理的探讨,从理论上得出了反射镜法线和望远镜光轴偏离程度及调节到位情况的直接判据,可实现反射镜和望远镜的分离调节,使学生在调节中能真正做到“知其然,知其所以然”,优化调节途径,有利于初学者快速掌握分光计调节的原理和技巧.     

利用激光测量金属丝杨氏模量的实验研究

利用激光直射法和反射法对传统的杨氏模量测量方法进行实验改进,实验表明：应用这两种方法测量碳钢丝的杨氏模量,所得测量结果与标准值吻合较好．相对于杨氏模量传统测量方法来说,利用激光测量金属丝杨氏模量不仅调节方便,而且直观性强,准确度高．是对现有光杠杆法测量杨氏模量实验的一种补充和完善．     

杨氏弹性模量测定中一种引发误差的分析

杨氏弹性模量的测定是大学工科物理实验课的基础实验之一.通过光杠杆反射镜面、竖尺偏调产生误差的分析,引起对实验条件满足的程度及其对结果影响等实验方法和思想的讨论.