篇一：大学物理创新实验论文
光杠杆测量杨氏模量实验的改进
李XX
（重庆交通大学土木建筑学院，重庆市 南岸区，400074）
摘要：测量杨氏模量中常用光杠杆来测量加载重物后的微小形变量△L，而光杠杆在使
用前要先调节镜尺之间的相对位置，在用传统光杠杆调节时比较麻烦。本实验通过对传统光杠杆装置作了一点改进，取消了传统光杠杆中的望远镜，而改用光斑来指示标尺上的读数。用这种改进后的光杠杆能快速调节光杠杆，且不会在调节与读取数据过程中使眼睛疲劳，大大提高了实验的效率。
关键词：杨氏模量，激光，光杠杆，仪器改进 中文分类号： 文献标识码：
引言：杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的重要物理量，是工程技术上极为重要
的常用参数，是工程技术人员选择材料的重要依据之一。测量杨氏模量的方法较多，本文主要介绍用改进后的光杠杆测量杨氏模量。
1 传统光杠杆的缺点
传统光杠杆在使用时要先调节光杠杆、望远镜和标尺之间的相对位置，使在望远镜中能看清平面镜内反射的标尺的像，这就是这个实验的难点。在做这个实验的时候，我们发现这个调节过程是相当麻烦的，而且当我们调节好后如果稍不小心，轻轻碰一下实验装置，便前功尽弃，又得重调，这让我们相当苦恼。我们用传统光杠杆调节了很久才使望远镜中能看到标尺的像，而且调节过程中眼睛非常疲劳，对视力非常不好。
2 实验装置的改进及实验原理
针对传统光杠杆的不足，且为了提高做实验的效率，我对光杠杆进行一些改进，使得改进后的光杠杆使用起来更为方便。我们可以不用望远镜，而在原来望远镜处放置一个能发射光点的光源。使该光源发出的光经光杠杆的平面镜反射后又射在标尺上。则先后之间两个光点的高度差就是经光杠杆放大了的微小形变。
2.1 改进措施及改进后光杠杆的原理
因为氦-氖激光平行性好，能量集中，在各种常用的激光器中，氦-氖激光器输出激光的单色性最好以便能方便精确的在标尺上读数。此外，它还具有结构简单、使用方便、成本低等优点。因此我们用氦-氖激光器作为发射光点的光源。
在标尺中央零刻度处开一个小孔，将氦-氖激光发射器与标尺固连，且使其发出的光从小孔处穿过且光路与标尺面垂直。如图所示：
设由激光器发出的光开始时反射到标尺上所指的刻度为S0,当钢丝长度变化时，光杠杆一端下降。并带动镜面转动。设转角为θ ，则激光光线转过2θ 。设标尺上激光光点对应的读数为S ，令△δ = S - S0 .当△L＜＜ b 时，tanθ=△L / b
≈ θ ，tan2θ=△δ/ D≈2θ , 则有：△L=b*△δ/(2D) （1），所以△L被放大了2D / b 倍.
2.2 用拉伸法测金属丝的杨氏模量的原理
杨氏模量是反映固体材料形变与应力关系的物理量。本实验中形变为拉伸形变，即金属丝仅发生轴向拉伸形变。设金属丝长度为L，横截面积为S，沿长度方向受一外力F后金属丝伸长△L，称为线应变。实验结果表明：在弹性形变范围内，正应力与线应变成正比，即：F / S=Y*△L/L （2） , Y称为杨氏模量，微小形变△L用上面的光杠杆测量。由 （1）、（2）得，
杨氏模量 Y=8*F*L*D/(π*d^2*b*△δ) ,其中d为钢丝直径。
3 实验步骤
(1) 挂上重垂，调节杨氏模量测定仪底座螺钉，使支架、细钢丝铅直，使平台水平。 (2) 安放光杠杆。平面镜应竖直，两前脚放在平台前部的槽中，主脚放在钢丝下端的夹头上适当位置，不能接触钢丝，不要靠着圆孔边，也不要放在夹缝中。
(3) 安放带激光发射器的标尺，要使其竖直。
(4) 调整标尺：移动标尺架，使标尺上激光发射器发出的光点经镜面反射回标尺上。再移动标尺，使标尺架与镜面相距约1-2米。
(5) 加减砝码。先逐个加砝码，每加一个砝码，记录一次标尺的位置Si；然后依次减砝码，每减一个砝码，记下相应的标尺位置Si.
(6) 用米尺测量平面镜到标尺的距离D。
(7) 取下砝码，测出钢丝原长（两夹头之间部分）L。在钢丝上选不同部位及方向，用螺旋测微计测出其直径d。
(8) 取下光杠杆，在展开的白纸上同时按下三个尖脚的位置，用直尺作出光杠杆主脚到两前脚连线的垂线，再用游标卡尺测出光杠杆常数b。
4.数据记录
4.1 测量钢丝伸长量
钢丝伸长数据记录表
4.2 测钢丝直径d数据记录表
零差d0=mm
4.3 其它数据测量记录表
5.实验小结
采用“改进后的光杠杆”代替“传统光杠杆”测量杨氏模量优点在于大大地简化了实验装置，减少了仪器的成本投入，保留了光杠杆对微小形变放大作用的精华，原理直观，结构简单操作方便，是一种很好的方法。
作者简介：李XX （1990-），男，重庆交通大学土木建筑学院在读学生。E-mail: lljaaa@yahoo.com.cn 通信联系人：李XXE-mail: lljaaa@yahoo.com.cn
篇二：大学物理实验创新设计论文
物理实验的心得与体会
通过这一年的大学物理实验课程的学习，我体会颇深。所选的14个物理实验都是大学物理这门基础课程学习的精髓和重点基础,实验中我们不只是简简单单的演示了课堂上所学理论知识的原理与结果。通过实验，我们将大学物理的理论在实验中紧密的联系起来，养成科学的思考习惯。在实验中受益匪浅。
下面说说我在做实验时的一些技巧、方法与心得收获。
第一、养成课前预习的好习惯。
每次实验时,为了在规定的时间内快速高效率地完成实验, 达到良好的实验效果。老师没有预留给我们自己看书的时间，这就要求我们自己在课前做好预习，认真完成《实验预习手册》。
1、根据实验题目复习所学习的相关理论知识,并对照《大学物理实验》的相关内容,弄清楚所要进行的实验的总体过程,弄懂实验的目的,基本原理,了解实验所采用的方法的关键与成功之处;思考实验可能用到的相关实验仪器,对照教材所列的实验仪器,了解仪器的工作原理,性能,正确操作步骤,特别是要注意那些可能对仪器造成损坏的事项。
2、写预习手册时，注意认真填写上面的思考题。预习思考题,是加深实验内容或对关键问题的理解,在实验前认真地思考并回答这些问题,有助于提高实验质量。对于不明白的地方,可以查一下相关的资料或问同学老师,只有把实验中所有的地方都弄透彻,才能达到实验应有的效果。
3、有些实验需要制作表格记录实验数据，在预习时，要根据实际的需要在《预习手册》上画好相关的表格，以备实验时使用。
第二、上课时认真听老师做指导和讲解。
老师上课的讲解会将重要的理论重复几次，这是实验中的重点。老师会特别指出别人在实验中容易出错的地方，这些是很宝贵的经验，这些注意事项最好记录下来，可以避免我们自己在操作中少走弯路。影响物理实验现象的因素很多,产生的物理实验现象也错综复杂。老师们通过精心设计实验方案,严格控制实验条件等多种途径,以最佳的实验方式呈现物理问题,使我们通过努力能够顺利地解决问题,,加深了我们对有关知识的理解。
第三， 做实验时按步骤进行，切不可太心急，一步到位。
一些小节之处尤其要特别注意：课堂操作需要我们严格的遵守实验的各项原则,要将仪器放置在合理的位置,以方便使用和确保安全。比如在数牛顿环的时候要有耐心，不能一次跳过，进行数据的估计。一些电学实验仪器部件较多,先要把这些仪器部件一一放在合适的位置上,然后再连线。实验过程中要严格按照实验仪器的操作要求操作,实验完成后,应把所有的实验仪器恢复到原位,并认真清理实验台。
过程中,经常会出现一些故障或观察到的实验现象与理论上的现象不符,这应认真思考并检查实验仪器使用以及线路连接是否正确,不正确的及时进行改正。
读数需要有足够的耐心和细心,尤其是对一些精度比较高的仪器,读数一定要按照正确的读数方法。对于数据的纪录,则要求我们要有原
始的数据纪录,它是记载物理实验全部操作过程的基础资料。而且在实验过程中必须认真地观察实验现象,并做如实的记录。如果发现实验现象与实验理论不符合,或者测试结果出现异常,就应该认真检查原因,并认真重做实验。
第四，要学会处理数据的能力。
实验就有数据，有数据就得处理，这些数据处理的是否得当将直接影响实验成败。经过这一年，我学会了列表法、图解法、函数表示法等实验数据处理方法，大大提高了我的实验能力和独立设计实验以及创造性地改进实验的能力，让我对其它课程的学习也是得心应手。切记独立完成数据处理，不可抄同学的数据敷衍过关,那实验就没有意义了，也就不会有所收获。
第五，培养自己的动手能力。
“实验就是为了让你动手做，去探索一些你未知的或是你尚不是深刻理解的东西。”现在，大学生的动手能力越来越被人们重视，大学物理实验正好为我们提供了这一平台。每个实验都亲自去做，不放弃每次锻炼的机会。通过动手，我们才能体会到科学家们探索真理路上的艰辛与快乐。才能真正的感受到科学所带来的乐趣。
第六，探索中求得真知。
那些伟大的科学家之所以伟大是他们利用实验证明了他们的伟
大。实验是检验理论正确与否的试金石。为了要使理论被人接受，就必须用事实来证明，让那些怀疑的人哑口无言。虽说我们的大学物理实验只是对前人的经典实验的重复，但是对于一个知识尚浅、探索能
力还不够的人来说，这些探索也非一件易事。对于这些实验，我在探索中学习、在模仿中理解、在实践中掌握。
众所周知，物理概念的建立、物理规律的发现大多是依赖于物理实验，物理学作为一门科学，是以实验为基础的，其地位也由物理实验予以确立的。现有的物理定律、物理假说、物理理论也大都是在实验的基础上一步一步的建立与完善的。实验的学习对于我们将来独立从事实际工作也是十分必要的，这是所有的理论课所不能做到，也不能取代的。我将把在实验课学到的运用到今后的学习和工作中，不断改进、完善；在此间发现的不足，要学会努力改善，通过学习、实践等方式不断提高，克服困难。在今后的学习、工作中获得更大的收获，在不断地探索中、学习中、实现自身的价值！
总而言之，物理实验是非常重要的。学习物理实验这门课程,是对个人能力的一种锻炼,它不但锻炼了我们的细心,耐心,而且教会了我们要养成良好的科学的习惯和严谨的学习态度。实验。在这中间，使我发现了我的不足，我将在以后的学习与实践中，不断地改进与完善。
篇三：大学物理实验创新研究报告格式
大学物理实验创新作品
项目名称： 班级： 组别： 小组成员：
大学物理实验室
题目：光杠杆角度仪的设计（三号黑体居中）
姓名：*** 学号：***（五号宋体居中） 工作原理及创新点：（5号黑体,）
正文（小四宋体，1.5倍行距，有图可画图） 实用价值：（5号黑体,） 正文（小四宋体，1.5倍行距） 参考文献：（5号黑体,）
[1] 向德生（作者）.基于约瑟夫遍历的数字图像置乱算法（文章的标题或者书名）.计算机工程与应用（杂志名称）,2005(10)（哪一年第几期）:44-46（页码）. [2]
说明：1.要突出作品特色及创新点，字数在600-1000字之间
2.参考文献指的是在作品制作和书写研究报告时你所参考的资料；要是
网上的资料要写上网址。
3.红色字体都是标注和说明，不出现在文章中。 4.A4纸打印，左侧装订。
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