一种综合测试金属丝杨氏模量的实验装置的制作方法

本实用新型涉及金属丝杨氏模量的实验装置，尤其涉及一种综合测试金属丝杨氏模量的实验装置。

背景技术：

目前，在检测金属丝杨氏模量的物理实验中，常见的设备为采用光杠杆法的检测装置，该装置将光杠杆反射镜转动的微小角度进行放大、并反映成标尺的线位移，主要通过光杠杆两个前脚放在实验装置的固定平台上，而后脚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，光杠杆绕前脚转动一个微小角度，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。

在物理实验中，测量误差是常见的难题，同一实验原理的重复检测及实验，也无法避免这种误差，并且能够测量杨氏模量的实验原理有多种，学生们在不能在同一装置或者同一实验过程中进行操作、了解。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供综合测试金属丝杨氏模量的实验装置，旨在解决较小实验过程中测量的误差、实验教学效率较低的问题。

本实用新型采取以下技术方案实现上述目的：

一种综合测试金属丝杨氏模量的实验装置，包括门架、望远镜支架、激光支架；其中，所述门架包括平行连杆，平行连杆由上至下依次连接有顶板、光杠杆支撑板、滑槽支架及第一底座；所述金属丝顶端与顶板固定连接，中部固定连接有金属丝卡台，底端固定连接有第一刀片支架；所述第一刀片支架为框架结构，上边框内侧固定连接有第一刀片、下边框外侧的中点连接有砝码；所述光杠杆支撑板与平行连杆可滑动连接、并通过第一螺钉锁紧，其中，所述光杠杆支撑板设有容纳金属丝卡台沿竖向滑动的通孔，所述光杠杆固定连接有两个前脚、一个后脚，且前端固定连接有反光镜，所述前脚搁置在光杠杆支撑板上，后脚搁置在金属丝卡台上；所述滑槽支架一端与门架固定连接、另一端设有与第一刀片支架侧边框配合的滑槽，所述滑槽支架还固定连接有第二刀片，所述第一刀片和第二刀片在第一刀片支架的框架结构内能形成狭缝；所述底座的四角设有调平螺钉；所述望远镜支架依次连接有与反射镜配合的标尺、望远镜及用于调平的第二底座，所述望远镜与望远镜支架可滑动连接、并通过第二螺钉锁紧；所述激光支架依次连接有与狭缝配合的激光发生器及用于调平的第三底座。

其进一步的技术方案为，实验装置还包括在狭缝相对激光支架另一侧的坐标纸。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过采用两种不同的实验原理同时对金属丝的拉伸量进行测量，再对检测到的数值进行求平均，能够减小误差，同时，一次实验能够使学生操作和理解两种杨氏模量测量的实验原理，提高教学效率。

附图说明

图1为：本实用新型所述一种综合测试金属丝杨氏模量的实验装置的结构图。

图2为：本实用新型所述一种综合测试金属丝杨氏模量的实验装置的门架结构图。

图3为：本实用新型所述一种综合测试金属丝杨氏模量的第一刀片支架的结构图。

图中：1、门架；11、平行连杆；12、顶板；13、光杠杆支撑板；130、通孔；14、滑槽支架；140、滑槽；15、第一底座；151、调平螺钉；2、望远镜支架；21、标尺；22、望远镜；23、第二底座；3、激光支架；31、激光发生器；32、第三底座；4、金属丝；41、金属丝卡台；42、第一刀片支架；421、第一刀片；422、第二刀片；420、狭缝；43、砝码；5、光杠杆；50、反光镜；51、前脚；52、后脚。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实施方式提供一种综合测试金属丝杨氏模量的实验装置，本实施方式的实验装置用于测量金属丝4的杨氏模量，综合采用了单缝衍射法和光杠杆法同时对金属丝的拉长量进行测量，其中，实验装置包括：包括门架1、望远镜支架2、激光支架3；所述门架1包括平行连杆11，门架1上连接有顶板12、光杠杆支撑板13、滑槽支架14、第一底座15，顶板12固定连接有待测金属丝4，金属丝4上连接有金属丝卡台41、第一刀片支架42，所述第一刀片支架42为框架结构，上边框内侧与第一刀片421连接、下边框外侧的中点与砝码43连接；

具体的连接方式为，平行连杆11由上至下依次连接有顶板12、光杠杆支撑板13、滑槽支架14及第一底座15；所述金属丝4顶端通过第一固定夹与顶板12固定连接，中部通过第二固定夹连接有金属丝卡台41，底端通过第三固定夹与第一刀片支架42上边框外侧中点固定连接；所述光杠杆支撑板13与平行连杆11可滑动连接、并通过第一螺钉锁紧，所述光杠杆支撑板13设有容纳金属丝卡台41沿竖向滑动的通孔130，所述光杠杆5固定连接有两个前脚51、一个后脚52，且前端固定连接有反光镜50，所述前脚51搁置在光杠杆支撑板13上，后脚52搁置在金属丝卡台41上；所述滑槽支架14一端与平行连杆11固定连接、另一端设有与第一刀片支架42侧边框配合的滑槽140，所述滑槽支架14还固定连接有第二刀片422，所述第一刀片421和第二刀片422在第一刀片支架42的框架结构内形成狭缝420；所述第一底座15的四角设有调平螺钉151；

所述望远镜支架2依次连接有与反射镜配合的标尺21、望远镜22及用于调平的第二底座23，所述望远镜22与望远镜支架2可滑动连接、并通过第二螺钉锁紧；所述激光支架3依次连接有与狭缝420配合的激光发生器31及用于调平的第三底座32，其中激光发生器31与电源通电连接；光杠杆和单缝衍射的实验原理及过程为现有技术，在此不进行赘述；望远镜支架2、激光支架3与门架1的间距可根据实际实验环境、标尺范围等调节，在此不做限定；本实施方式实验装置的原理为：

本实施方式的实验装置，第一刀片支架42的侧边框与滑槽支架14的滑槽140配合，滑槽140能够限制第一刀片支架42在外力作用下沿竖直方向滑动，使得第一刀片421与第二刀片422相对的边缘在整个实验过程中都能够形成狭缝420；第一刀片支架42为刚性结构，当在其下边框外侧的中点加装砝码43时，金属丝4受到砝码43的重力作用发生形变，即拉长金属丝4，此时，一方面，金属丝卡台41带动后脚52向下运动(即反光镜50绕其前脚51转动)，能够通过望远镜22、标尺21与反光镜50的配合，测量并计算出金属丝4的长度变化量；另一方面，由于第二刀片422与滑槽支架14固定连接，第一刀片421通过第一刀片支架42与金属丝4连接，因此，加装砝码43的同时，第一刀片支架42沿滑槽140向下运动，带动第一刀片421向第二刀片422移动，使第一刀片421与第二刀片422之间的狭缝420变小，能够通过激光发生器31与狭缝420的配合，测量并计算出金属丝4的长度变化量；再通过求平均的方式减小实验误差，并且，通过一次实验能够完成两种原理测得的实验数据。

另一实施方式，实验装置还包括在狭缝420相对激光支架3另一侧的坐标纸，所述坐标纸能够方便测量单缝衍射的条纹间距。

本实用新型公开一种综合测试金属丝杨氏模量的实验装置，通过采用两种不同的实验原理同时对金属丝的拉伸量进行测量，再对检测到的数值进行求平均，能够减小误差，同时，一次实验能够使学生操作和理解两种杨氏模量测量的实验原理，提高教学效率。

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