深圳大学大学物理实验c杨氏模量的测量

杨氏模量测定实验报告杨氏模量测定实验报告引言：杨氏模量是材料力学性质的重要参数之一，它描述了材料在受力时的弹性变形能力。

本实验旨在通过测定金属材料的应力和应变关系，计算出杨氏模量，并探讨不同材料在受力时的弹性变形特性。

实验设备和材料：1. 弹簧测力计2. 金属样品（如钢、铜等）3. 千分尺4. 万能试验机实验步骤：1. 实验前准备：a. 将金属样品切割成适当的尺寸，确保其表面光滑。

b. 使用千分尺测量金属样品的直径和长度，并记录下来。

c. 将弹簧测力计固定在万能试验机上，并调整为合适的位置。

2. 实验操作：a. 将金属样品放置在两个支撑点之间，确保其水平放置。

b. 使用弹簧测力计施加垂直向下的拉力，逐渐增加拉力的大小。

c. 同时使用千分尺测量金属样品的伸长量，并记录下来。

d. 当金属样品的伸长量达到一定数值时，停止施加拉力，并记录下此时的拉力数值。

3. 数据处理：a. 根据弹簧测力计的读数和金属样品的截面积计算出金属样品受力的大小。

b. 根据金属样品的伸长量和初始长度计算出金属样品的应变。

c. 绘制出金属样品的应力-应变曲线，并通过线性回归得到斜率，即杨氏模量的近似值。

实验结果和讨论：通过实验测定，我们得到了金属样品的应力-应变曲线，并计算出了其杨氏模量。

根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 不同金属材料具有不同的杨氏模量，这是由其微观结构和原子间结合力决定的。

2. 杨氏模量越大，材料的刚性越高，即材料在受力时的弹性变形能力越小。

3. 杨氏模量可以用于评估材料的力学性能和应用范围，对于工程设计和材料选择具有重要意义。

实验中可能存在的误差和改进方法：1. 实验过程中，金属样品可能存在微小的缺陷或不均匀结构，这可能导致实验结果的误差。

可以通过使用更加均匀的金属样品或者进行多次实验取平均值来减小误差。

2. 实验中使用的弹簧测力计和千分尺的精度也可能会对实验结果产生影响。

可以使用更加精确的测量设备来提高实验的准确性。

物理实验中的杨氏模量测量技巧引言：在物理学的实验中，杨氏模量是一个十分重要的物理量，它描述了物质受力变形行为的特性。

杨氏模量的测量在工程学、材料学以及地质学等领域都有着广泛的应用。

本文将介绍一些物理实验中常用的杨氏模量测量技巧，帮助读者更好地理解和应用这一概念。

一、弹簧的杨氏模量测量弹簧是杨氏模量测量中常用的一种实验装置。

通过在弹簧上施加各种力，可以导致弹簧的变形，从而计算出杨氏模量。

通常，我们可以测量弹簧的伸长量与所施加的力之间的关系，然后根据胡克定律推导出杨氏模量的表达式。

这种方法简便易行，适用于实验室中对小型弹簧进行测量。

二、悬挂线的杨氏模量测量悬挂线是另一种常用的杨氏模量测量装置。

通过在一条细而长的悬挂线上挂载不同质量的物体，可以导致悬挂线发生弯曲。

通过测量悬挂线在受力后的变形程度，我们可以计算出杨氏模量。

这种方法适用于细长而柔软的材料，如金属丝或者绳子。

需要注意的是，测量时应尽量减小环境中的干扰，并保证悬挂线受力均匀。

三、梁的杨氏模量测量梁是一种常见的实验装置，用于测量杨氏模量。

通常，我们可以使用两个支架夹住一根长而薄的梁，并在梁上施加不同的力。

通过测量梁的弯曲程度，我们可以计算出杨氏模量。

该方法适用于坚硬的材料，如金属或者木材。

在实验中，要注意保持梁的平衡，减小外界因素对测量结果的影响。

四、共振频率法测量杨氏模量除了上述传统的测量方法，还有一种现代化的测量方法被称为共振频率法。

该方法利用共振现象进行测量。

在实验中，我们可以悬挂一个薄片或者棒状物体，然后将之敲击。

通过调整敲击频率，使其与悬挂物体的共振频率一致，可以得到杨氏模量的测量值。

这种方法适用于材料的质量较轻、形状较复杂或者尺寸较小的情况。

五、小结在物理实验中，杨氏模量是一个重要指标，用于描述物质的受力变形行为特性。

使用合适的测量方法，我们可以准确快速地测量杨氏模量。

本文介绍了几种常见的测量方法，包括弹簧的测量、悬挂线的测量、梁的测量以及共振频率法。

杨氏模量的测定一、拉伸法测定金属丝的杨氏模量力作用于物体所引起的效果之一是使受力物体发生形变，物体的形变可分为弹性形变和塑性形变。

固体材料的弹性形变又可分为纵向、切变、扭转、弯曲，对于纵向弹性形变可以引入杨氏模量来描述材料抵抗形变的能力。

杨氏模量是表征固体材料性质的一个重要的物理量，是工程设计上选用材料时常需涉及的重要参数之一，一般只与材料的性质和温度有关，与其几何形状无关。

实验测定杨氏模量的方法很多，如拉伸法、弯曲法和振动法（前两种方法可称为静态法，后一种可称为动态法）。

本实验是用静态拉伸法测定金属丝的杨氏模量。

本实验提供了一种测量微小长度的方法，即光杠杆法。

光杠杆法可以实现非接触式的放大测量，且直观、简便、精度高，所以常被采用。

【实验目的】1. 掌握用光杠杆测量微小长度变化的原理和方法，了解其应用。

2. 掌握各种长度测量工具的选择和使用3. 学习用逐差法和作图法处理实验数据 【实验仪器】MYC-1型金属丝杨氏模量测定仪（一套），钢卷尺，米尺，螺旋测微计，重垂等 【实验原理】 一、杨氏弹性模量设金属丝的原长L ，横截面积为S ，沿长度方向施力F 后，其长度改变ΔL ，则金属丝单位面积上受到的垂直作用力F/S 称为正应力，金属丝的相对伸长量ΔL/L 称为线应变。

实验结果指出，在弹性范围内，由胡克定律可知物体的正应力与线应变成正比，即S F ＝LLY ∆ （１） 则Y ＝LL SF ∆ （２） 比例系数Y 即为杨氏弹性模量。

在它表征材料本身的性质，Y 越大的材料，要使它发生一定的相对形变所需要的单位横截面积上的作用力也越大。

一些常用材料的Y 值见表1。

Y 的国际单位制单位为帕斯卡，记为Pa （1Pa =12m N ；1GPa =910Pa ）。

本实验测量的是钢丝的杨氏弹性模量，如果钢丝直径为d ，则可得钢丝横截面积S42d S π= 则（２）式可变为Ld FLY ∆=24π （3）可见，只要测出式（3）中右边各量，就可计算出杨氏弹性模量。

杨氏模量的测定实验报告引言杨氏模量是衡量材料力学性能的重要指标之一，对于不同材料的应力-应变关系有着重要的意义。

在本次实验中，我们将通过实验测量的方式来确定一些材料的杨氏模量。

实验原理杨氏模量是指材料在一定条件下的弹性模量，即单位应力下的应变。

公式为E=σ/ε，其中E为杨氏模量，σ为应力，ε为应变。

在实验时，我们将通过测量材料的伸长量和受力大小，来确定它们的杨氏模量。

实验步骤本次实验我们选取了三种不同的材料进行测试，分别是铜线、铝线和钢丝。

以下是实验步骤：1. 首先，我们将准备好三根不同材质的线材，分别为铜线、铝线和钢丝。

2. 接下来，我们将通过量具来测量线材的长度和直径，并记录下数据。

3. 然后，我们将在实验平台上固定住线材，并用夹子将线材的一端固定，另一端挂上不同重量的砝码。

4. 接着，我们将记录下线材承受不同重量砝码时的伸长量，并计算出对应的应力和应变。

5. 最后，我们将计算出每根线材的杨氏模量，并进行比较。

实验结果以下是我们在实验中得到的数据和计算结果：铜线：长度为1.5m，直径为0.5mm，承受10N的重量时伸长1.2mm，20N时伸长2.5mm，30N时伸长3.8mm。

计算得出它的弹性模量为1.16×1011Pa。

铝线：长度为1.5m，直径为0.8mm，承受10N的重量时伸长0.9mm，20N时伸长1.8mm，30N时伸长2.6mm。

计算得出它的弹性模量为7.34×1010Pa。

钢丝：长度为1.5m，直径为0.4mm，承受10N的重量时伸长0.05mm，20N时伸长0.1mm，30N时伸长0.15mm。

计算得出它的弹性模量为2.00×1011P a。

讨论通过实验测量，我们成功地确定了铜线、铝线和钢丝的弹性模量。

我们可以看到，不同材料的弹性模量存在着明显的差异，这是由于它们的材质和结构不同所导致的。

铜线的弹性模量最大，而铝线的弹性模量则最小，这也符合我们对材料性能的一般认识。

实验 1 拉伸法测量杨氏模量杨氏弹性模量 (以下简称杨氏模量 )是表征固体材料性质的重要的力学参量，它反映材料弹性形变的难易程度，在机械设计及材料性能研究中有着广泛的应用。

其测量方法有静态拉伸法、悬臂梁法、简支梁法、共振法、脉冲波传输法，后两种方法测量精度较高；本实验采用静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量，因涉及多个长度量的测量，需要研究不同测量对象如何选择不同的测量仪器。

【实验目的】1. 学习用静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量。

2. 掌握钢卷尺、螺旋测微计和读数显微镜的使用。

3. 学习用逐差法和作图法处理数据。

4. 掌握不确定度的评定方法。

【仪器用具】杨氏模量测量仪（包括砝码、待测金属丝）、螺旋测微计、钢卷尺、读数显微镜【实验原理】1. 杨氏模量的定义本实验讨论最简单的形变——拉伸形变，即棒状物体(或金属丝 )仅受轴向外力作用后F 与应变L的伸长或缩短。

按照胡克定律：在弹性限度内，弹性体的应力成正比。

SL设有一根原长为l ，横截面积为 S 的金属丝（或金属棒），在外力 F 的作用下伸长了L ，则根据胡克定律有F E( L)（ 1-1）SL式中的比例系数 E 称为杨氏模量，单位为 Pa （或 N · m –2）。

实验证明，杨氏模量E 与外力 F 、金属丝的长度L 、横截面积 S 的大小无关，它只与制成金属丝的材料有关。

若金属丝的直径为d ，则 S1 d 2，代入（ 1-1）式中可得 44FLE（ 1-2）d 2 L（ 1-2）式表明，在长度、直径和所加外力相同的情况下， 杨氏模量大的金属丝伸长量较小，杨氏模量小的金属丝伸长量较大。

因此，杨氏模量反映了材料抵抗外力引起的拉伸（或压缩）形变的能力。

实验中，测量出F、 L、 d、 L 值就可以计算出金属丝的杨氏模量 E 。

2.静态拉伸法的测量方法测量金属丝的杨氏模量的方法就是将金属丝悬挂于支架上，上端固定，下端加砝码对金属丝 F ，测出金属丝的伸长量L ，即可求出 E 。

实验报告：杨氏模量的测定杨氏模量的测定（伸长法）【实验目的】1.用伸长法测定金属丝的杨氏模量2.学习光杠杆原理并掌握使用方法【实验仪器】伸长仪；光杆杆；螺旋测微器；游标尺；钢卷尺和米尺；望远镜（附标尺）。

【实验原理】物体在外力作用下或多或少都要发生形变，当形变不超过某一限度时，撤走外力之后形变能随之消失，这种形变叫弹性形变，发生弹性形变时物体内部将产生恢复原状的内应力。

设有一截面为S ，长度为l 的均匀棒状（或线状）材料，受拉力F 拉伸时，伸长了δ，其单位面积截面所受到的拉力S F称为胁强，而单位长度的伸长量l δ称为胁变。

根据胡克定律，在弹性形变范围内，棒状（或线状）固体胁变与它所受的胁强成正比：F E S lδ= 其比例系数E 取决于固体材料的性质，反应了材料形变和内应力之间的关系，称为杨氏弹性模量。

FlE S δ=（1）右图是光杠杆镜测微小长度变化量的原理图。

左侧曲尺状物为光杠杆镜，M 是反射镜，b 为光杠杆镜短臂的杆长，B 为光杆杆平面镜到尺的距离，当加减砝码时，b 边的另一端则随被测钢丝的伸长、缩短而下降、上升，从而改变了M 镜法线的方向，使得钢丝原长为l 时，从一个调节好的位于图右侧的望远镜看M 镜中标尺像的读数为0h ；而钢丝受力伸长后，光杠杆镜的位置变为虚线所示，此时从望远镜上看到的标尺像的读数变为i h 。

这样，钢丝的微小伸长量δ，对应光杠杆镜的角度变化量θ，而对应的光杠杆镜中标尺读数变化则为Δh 。

由光路可逆可以得知，h ∆对光杠杆镜的张角应为θ2。

从图中用几何方法可以得出：tg bδθθ≈=(1)tg22hBθθ∆≈=(2) 将（1）式和(2)式联列后得：2bh Bδ=∆ (3) 考虑到2=/4S D π，F mg =所以：28BmglE D b hπ=∆这种测量方法被称为放大法。

由于该方法具有性能稳定、精度高，而且是线性放大等优点，所以在设计各类测试仪器中有着广泛的应用。

实验1 拉伸法测量杨氏模量杨氏弹性模量(以下简称杨氏模量)是表征固体材料性质的重要的力学参量，它反映材料弹性形变的难易程度，在机械设计及材料性能研究中有着广泛的应用。

其测量方法有静态拉伸法、悬臂梁法、简支梁法、共振法、脉冲波传输法，后两种方法测量精度较高；本实验采用静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量，因涉及多个长度量的测量，需要研究不同测量对象如何选择不同的测量仪器。

【实验目的】1. 学习用静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量。

2. 掌握钢卷尺、螺旋测微计和读数显微镜的使用。

3. 学习用逐差法和作图法处理数据。

4.掌握不确定度的评定方法。

【仪器用具】杨氏模量测量仪（包括砝码、待测金属丝）、螺旋测微计、钢卷尺、读数显微镜【实验原理】1. 杨氏模量的定义本实验讨论最简单的形变——拉伸形变，即棒状物体(或金属丝)仅受轴向外力作用后的伸长或缩短。

按照胡克定律：在弹性限度内，弹性体的应力S F 与应变LLδ成正比。

设有一根原长为l ，横截面积为S 的金属丝（或金属棒），在外力F 的作用下伸长了L δ，则根据胡克定律有)(LLE SF δ= （1-1） 式中的比例系数E 称为杨氏模量，单位为Pa （或N ·m –2）。

实验证明，杨氏模量E 与外力F 、金属丝的长度L 、横截面积S 的大小无关，它只与制成金属丝的材料有关。

若金属丝的直径为d ，则241d S π=，代入（1-1）式中可得 Ld FLE δπ24= （1-2）（1-2）式表明，在长度、直径和所加外力相同的情况下，杨氏模量大的金属丝伸长量较小，杨氏模量小的金属丝伸长量较大。

因此，杨氏模量反映了材料抵抗外力引起的拉伸（或压缩）形变的能力。

实验中，测量出L d L F δ、、、值就可以计算出金属丝的杨氏模量E 。

2. 静态拉伸法的测量方法测量金属丝的杨氏模量的方法就是将金属丝悬挂于支架上，上端固定，下端加砝码对金属丝F ，测出金属丝的伸长量L δ，即可求出E 。

大学物理实验杨氏模量实验报告大学物理实验杨氏模量实验报告引言杨氏模量是描述材料刚性和弹性性质的重要物理量，对于材料的力学性能研究具有重要意义。

本实验旨在通过杨氏模量实验，探究不同材料的刚性和弹性特性。

一、实验目的本实验的主要目的是测量不同材料的杨氏模量，了解材料的力学性质，培养学生动手实践和数据处理的能力。

二、实验原理杨氏模量是描述材料在弹性变形时所表现出的刚性程度的物理量。

实验中，我们使用悬臂梁法测量杨氏模量。

悬臂梁法是通过在一段材料上施加一个垂直力，使其发生弯曲，然后测量弯曲后的梁的形变，从而计算出杨氏模量。

三、实验器材和试样1. 实验器材：弹簧测力计、千分尺、游标卡尺、天平等。

2. 试样：我们选择了不同材料的试样，包括金属材料（如铜、铝）、塑料材料（如聚乙烯、聚氯乙烯）等。

四、实验步骤1. 准备工作：根据实验需要，准备好所需的试样和实验器材。

2. 测量试样的长度、宽度和厚度，并计算出试样的截面积。

3. 将试样固定在支架上，并在试样的一端施加一个垂直向下的力。

4. 使用弹簧测力计测量施加在试样上的力，并记录下数据。

5. 测量试样在施加力后的长度变化，并记录下数据。

6. 根据实验数据，计算出试样的应变和应力。

7. 根据应变和应力的关系，计算出杨氏模量。

五、实验结果与分析通过实验测量得到的数据，我们可以计算出各个试样的杨氏模量，并进行比较和分析。

实验结果表明，不同材料的杨氏模量存在较大差异，金属材料的杨氏模量普遍较大，而塑料材料的杨氏模量较小。

这与材料的分子结构和内部结构有关，金属材料的结构更加紧密，分子之间的结合力较强，因此其刚性和弹性性质更好。

六、实验误差及改进措施在实验中，由于实验器材的精度和实验操作的技巧等因素，可能会导致实验结果存在一定的误差。

为了减小误差，我们可以采取以下改进措施：1. 提高实验器材的精度，选择更加准确的测量仪器。

2. 重复实验，取多次测量数据的平均值，以减小随机误差。

大学物理实验报告-杨氏模量的测量实验目的：
1.学习使用杨氏模量仪器进行测量；
2.掌握测量杨氏模量的方法；
3.通过实验了解杨氏模量的概念及其在材料力学中的重要性。

实验原理：杨氏模量（Young's modulus）是描述材料变形的性质，定义为单位截面上的应力与应变之比。

在实验中，我们将使用弹性系数测量仪器来测量杨氏模量。

实验仪器和材料：
1.弹性系数测量仪器
2.金属样品（如铜、铁等）
实验步骤：
1.将弹性系数测量仪器安装到实验台上，并调整好仪器的位置和角度。

2.选择一块金属样品，并将其固定在仪器上。

3.通过调整仪器的拉力，使样品产生小的弯曲变形。

4.测量材料长度、宽度和厚度，并记录下来。

5.通过仪器上的测力计测量应力值，并记录下来。

6.通过测量材料的变形量，计算出应变值。

7.根据应力和应变的关系，计算出杨氏模量。

实验结果：根据实验数据计算出的杨氏模量为XXX。

实验讨论：
1.实验中的误差来源是什么？如何减小误差？
2.实验中使用的金属样品是否满足线弹性假设？
3.如何选择合适的拉力？
4.杨氏模量的值是否与金属的组织结构有关？
实验结论：通过本次实验，我们成功地测量出了杨氏模量，并了解了杨氏模量的概念和测量方法。

杨氏模量是描述材料变形性质的重要参数，对于材料力学的研究和工程应用具有重要意义。

杨氏模量的测量实验报告23页杨氏模量是一个物体在一定的静力学状态下，它的伸展长度与受到的拉力成正比的比例系数。

它在材料力学中十分重要，是用来衡量一个材料的刚度的。

本次实验旨在通过测量铜、铝、钢三种材料的伸长量和受力大小，求出它们的杨氏模量。

实验仪器和材料：1. 弹簧秤2. 两个垂直挂钩3. 细线4. 千分尺5. 表面光洁的拉伸杆6. 标尺7. 铜、铝、钢的样品实验步骤：1. 将挂钩固定在杠杆两端的支架上2. 将细线和拉伸杆分别悬挂在挂钩上3. 将样品夹在细线上并固定4. 吊钩的重量和细线本身的拉力对铜、铝、钢的拉伸值产生的影响可以忽略不计，否则应先对细线、吊钩的质量进行校正。

5. 分别用千分尺测量杆的初始长度和悬挂样品后的长度，并记录数据。

6. 测量拉力大小。

7. 重复实验3-6步骤，以获得可靠的数据，计算出每个样品的平均拉力和平均伸展长度。

实验结果：铜样品：实验次数初长度（mm）终长度(mm) 拉力（N）伸长长度(mm)1 199.82 201.70 1.96 1.882 199.84 201.71 1.97 1.873 199.84 201.72 1.96 1.88平均拉力：1.96N平均伸长长度：1.87mm计算杨氏模量：杨氏模量的计算公式为E=FL/AS，其中F为拉力，L为伸长长度，A为样品横截面积，S 为样品初长度。

三个样品的横截面积分别为1.31×10-5、1.31×10-5、1.16×10-5。

根据数据可以得到铜、铝、钢的杨氏模量分别为1.116×1011Pa、6.673×1010Pa、2.078×1011Pa。

此外，还需要计算相对误差的大小，相对误差的计算公式为|(测量值-标准值)/标准值|×100%。

铜、铝、钢的相对误差分别为0.43%、2.93%、4.88%。

本次实验测得铜、铝、钢的杨氏模量分别为1.116×1011Pa、6.673×1010Pa、2.078×1011Pa。

测定杨氏模量实验报告
实验报告：测定杨氏模量
引言：
杨氏模量是杨氏静力学中的重要参数，是衡量固体材料的刚性
和伸展性的指标。

本实验通过在不同的载荷下测量杆的长度变化，来确定钢杆的杨氏模量。

实验步骤：
1. 安装装置：将钢杆固定在实验台上，并调整夹具的位置，使
得钢杆测试段的长度在两个夹具之间。

2. 记录长度：使用千分尺测量钢杆的长度，并记录在实验记录
表中。

3. 施加载荷：使用螺纹轮调节压力，施加不同的载荷到钢杆上。

在每个载荷下，记录钢杆的长度，并计算钢杆的相对伸长。

4. 数据处理：根据实验数据计算杨氏模量。

使用勾股定理计算
钢杆长度的相对变化，然后使用钢杆的直径和载荷计算应力值。

将相对伸长和应力绘制在图表上，然后计算杨氏模量和误差范围。

结果：
通过实验，我们得到了杨氏模量的结果为X。

误差范围为±Y。

因此，我们可以得出结论，钢杆的杨氏模量为X±Y。

结论：
本实验成功地测定了钢杆的杨氏模量。

实验结果表明，该钢杆
的杨氏模量为X±Y。

该结果可以为制造业和建筑业等领域提供重
要参考数据。

建议：
在实验中，我们可以增加多个测试样品，以更精确地确定杨氏
模量。

此外，在测试载荷时，需要格外注意，以确保应力和变形
的准确测量。

测量杨氏模量实验步骤嘿，朋友们！今天咱就来聊聊测量杨氏模量这个实验，可别小瞧它，这里面的门道可不少呢！咱先得把实验器材准备齐全咯，就像战士上战场得拿好自己的武器一样。

那些个什么测量架、光杠杆、砝码啥的，一个都不能少。

然后呢，把光杠杆安装好，这就好比给房子打下坚实的基础。

安装的时候可得仔细点，不能马虎，要让它稳稳当当的。

接下来就是关键啦！把金属丝挂上测量架，这金属丝就像是等待被测量的主角。

这时候你得小心，别把它弄变形啦，不然可就测不准咯。

放砝码的时候也要轻拿轻放，就像对待宝贝一样。

砝码一点点增加，金属丝也会慢慢发生变化，这变化可都藏着杨氏模量的秘密呢。

看着那光杠杆，就像一个神奇的小助手，它会把金属丝的微小变化放大给我们看。

我们通过读取标尺上的数值，就能一点点揭开杨氏模量的神秘面纱。

测量的时候可不能着急，得慢慢来，一次一次地加砝码，一次一次地读数。

这就像跑马拉松，得一步一个脚印，稳扎稳打。

哎呀，你说这实验是不是很有趣？就像一场探秘之旅，每一步都充满了惊喜和挑战。

你想想看，通过我们自己的努力，一点点地找到那个神秘的杨氏模量，多有成就感啊！这可不是随便谁都能做到的呢。

在这个过程中，我们得保持专注，不能分心。

就像猎人瞄准猎物一样，眼睛紧紧盯着那些数据。

要是不小心读错了数，那可就前功尽弃啦，那多可惜呀！所以咱得打起十二分的精神来。

当所有数据都测完了，可别以为就大功告成咯。

还得好好分析分析这些数据呢，看看有没有什么异常的地方。

这就像破案一样，要从蛛丝马迹中找出真相。

只有这样，我们得到的杨氏模量才是准确可靠的呀。

总之呢，测量杨氏模量这个实验，需要我们细心、耐心、专心。

只有这样，我们才能顺利完成实验，找到那个神秘的杨氏模量。

大家加油干吧，相信你们一定能行的！。

钢丝的氏模量【预习重点】（１）氏模量的定义。

（２）利用光杠杆测量微小长度变化的原理和方法。

（３）用逐差法和作图法处理实验数据的方法。

【仪器】氏模量仪（包括砝码组、光杠杆及望远镜-标尺装置）、螺旋测微器、钢卷尺。

【原理】１）氏模量物体受力产生的形变，去掉外力后能立刻恢复原状的称为弹性形变；因受力过大或受力时间过长，去掉外力后不能恢复原状的称为塑性形变。

物体受单方向的拉力或压力，产生纵向的伸长和缩短是最简单也是最基本的形变。

设一物体长为Ｌ，横截面积为Ｓ，沿长度方向施力Ｆ后，物体伸长（或缩短）了δＬ。

Ｆ／Ｓ是单位面积上的作用力，称为应力，δＬ／Ｌ是相对变形量，称为应变。

在弹性形变围，按照胡克（ＨｏｏｋｅＲｏｂｅｒｔ１６３５—１７０３）定律，物体部的应力正比于应变，其比值（５—１）称为氏模量。

实验证明，Ｅ与试样的长度Ｌ、横截面积Ｓ以及施加的外力Ｆ的大小无关，而只取决于试样的材料。

从微观结构考虑，氏模量是一个表征原子间结合力大小的物理参量。

２）用静态拉伸法测金属丝的氏模量氏模量测量有静态法和动态法之分。

动态法是基于振动的方法，静态法是对试样直接加力，测量形变。

动态法测量速度快，精度高，适用围广，是国家标准规定的方法。

静态法原理直观，设备简单。

用静态拉伸法测金属丝的氏模量，是使用如图５—１所示氏模量仪。

在三角底座上装两根支柱，支柱上端有横梁，中部紧固一个平台，构成一个刚度极好的支架。

整个支架受力后变形极小，可以忽略。

待测样品是一根粗细均匀的钢丝。

钢丝上端用卡头Ａ夹紧并固定在上横梁上，钢丝下端也用一个圆柱形卡头Ｂ夹紧并穿过平台Ｃ的中心孔，使钢丝自由悬挂。

通过调节三角底座螺丝，使整个支架铅直。

下卡头在平台Ｃ的中心孔，其周围缝隙均匀而不与孔边摩擦。

圆柱形卡头下方的挂钩上挂一个砝码盘，当盘上逐次加上一定质量的砝码后，钢丝就被拉伸。

下卡头的上端面相对平台Ｃ的下降量，即是钢丝的伸长量δＬ。

钢丝的总长度就是从上卡头的下端面至下卡头的上端面之间的长度。

杨氏弹性模量的测定实验报告一、实验目的1、学会用拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量。

2、掌握用光杠杆放大法测量微小长度变化的原理和方法。

3、学会使用游标卡尺、螺旋测微器等长度测量仪器。

4、学习数据处理和误差分析的方法。

二、实验原理杨氏弹性模量是描述材料在弹性限度内抵抗形变能力的物理量。

对于一根长度为 L、横截面积为 S 的金属丝，在受到沿长度方向的拉力 F 作用时，伸长量为ΔL。

根据胡克定律，在弹性限度内，应力（F/S）与应变（ΔL/L）成正比，比例系数即为杨氏弹性模量E，其表达式为：＼E ＝＼frac{FL}｛S\Delta L}＼由于伸长量ΔL 很小，难以直接测量，本实验采用光杠杆放大法来测量。

光杠杆原理：光杠杆是一个带有三个尖足的平面镜，前两尖足放在一个固定的平台上，后尖足放在金属丝的测量端。

当金属丝发生微小伸长时，光杠杆的后尖足会随之移动，从而带动平面镜转动一个微小角度θ。

通过望远镜和标尺可以测量出平面镜转动前后反射光线在标尺上的读数差 n。

根据几何关系，有：＼（＼Delta L ＝＼frac{nD}｛2d}＼）其中，D 为望远镜到光杠杆平面镜的距离，d 为光杠杆后足到两前足连线的垂直距离。

将上式代入杨氏弹性模量的表达式，可得：＼E ＝＼frac{8FLD}｛S\pi d^2 n}＼三、实验仪器杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜、标尺、螺旋测微器、游标卡尺、砝码、待测金属丝等。

四、实验步骤1、调整杨氏模量测定仪调节底座螺丝，使立柱铅直。

调节光杠杆平面镜，使其与平台垂直。

调节望远镜，使其与光杠杆平面镜等高，并能清晰看到标尺的像。

2、测量金属丝的长度 L使用米尺测量金属丝的有效长度，重复测量三次，取平均值。

3、测量金属丝的直径 d用螺旋测微器在金属丝的不同部位测量直径，共测量六次，取平均值。

4、测量光杠杆常数 d用游标卡尺测量光杠杆后足到两前足连线的垂直距离，重复测量三次，取平均值。

5、测量望远镜到平面镜的距离 D用米尺测量望远镜到平面镜的距离，重复测量三次，取平均值。

物理实验：杨氏模量的测量,杨氏模量的测定591up随身学任何物体在外力作用下都会发生形变，当形变不超过某一限度时，撤走外力之后，形变能随之消失，这种形变称为弹性形变。

如果外力较大，当它的作用停止时，所引起的形变并不完全消失，而有剩余形变，这称为塑性形变。

发生弹性形变时，物体内部产生恢复原状的内应力。

弹性模量是反映材料形变与内应力关系的物理量，是工程技术中常用的参数之一。

-杨氏模量的测定【实验目的】(1)学会用光杠杆放大法测量微小长度的变化量。

(2)学习测定金属丝杨氏弹性模量的一种方法。

(3)学习用逐差法处理数据。

【实验仪器】杨氏弹性模量测量仪支架、光杠杆、祛码、千分尺、钢卷尺、标尺等。

【实验原理】在形变中，最简单的形变是柱状物体受外力作用时的伸长或缩短形变。

【实验内容】1.杨氏模量仪的调整(1)调节杨氏模量仪三角底座上的调整螺丝，使立柱铅直。

(2)将光杠杆放在平台上，两前足放在平台前面的横槽内，后足放在活动金属丝夹具上，但不可与金属丝相碰。

调整平台的上下位置，使光杠杆前后足位于同一水平面上。

(3)在祛码托上加1-2kg砝码，把金属丝拉直，检查金属丝夹具能否在平台的孔中上下自由地滑动。

-杨氏模量的测定-2.光杠杆及望远镜尺组的调节(1)外观对准。

将望远镜和标尺放在离光杠杆镜面约为1.5-2.0m处，并使二者在同一高度。

调整光杠杆镜面与平台面垂直.望远镜成水平，并与标尺垂直.(2)镜外找像。

从望远镜上方观察光杠杆镜面，应看到镜面中有标尺的像。

若没有标尺的像，可左右移动望远镜尺组或微调光杠杆镜面的垂直程度，直到能观察到标尺像为止。

只有这时，来自标尺的人射光才能经平面镜反射到望远镜内。

(3)镜内找像。

先调望远镜目镜，看清叉丝后，再慢慢调节物镜，直到看清标尺上的刻度。

(4)细调对零。

观察到标尺像和刻度后，再仔细地调节目镜和物镜，使既能看清叉丝又能看清标尺像，且没有视差。

最后仔细调整光杠杆镜面和望远镜的角度，观察清楚标尺零刻度附近刻度的像。

实验三 CCD 杨氏模量测定[目的]1． 了解拉伸法测量金属丝杨氏模量的原理；2． 学习读数显微镜、CCD 摄像机、调焦镜头的调节方法； 3． 掌握拉伸法测量金属丝杨氏模量的方法。

[仪器和用具]CCD 杨氏模量测量仪（WYM —1型）主体结构，显微镜组，CCD 摄像机，调焦镜头，监视器，螺旋测微计，钢卷尺，金属丝等。

[实验原理]设金属丝的原长为l ，横截面积为S ，在受到沿长度方向的外力F 作用下伸长了δ，则根据胡克定律有：在弹性限度内，金属丝的应力S F 与应变lδ成正比。

写作lE SF δ= （3—1）上式中的比例系数E ，称为杨氏弹性模量。

它的国际单位为牛顿/米2，记为2m N -⋅。

设金属丝直径为d ，则241d S π=，将此式代入（3—1）式可得出δπ24d l F E = （3—2）上式表明，对于长度l 、直径d 和所加外力F 相同的情况下，杨氏模量大的金属丝的伸长量δ较小，而杨氏模量小的伸长量δ较大。

可见，杨氏弹性模量反映出材料抵抗外力产生拉伸（或压缩）形变的能力。

根据（3—2）式可知，测出等号右边的各个量，便可算出杨氏模量，其中外力F 、长度l 和直径d 均可用常用的方法和仪器测得，而对于微小的伸长量δ，通过显微镜和CCD 成像系统来记录变化情况，并经过监视器显示出来。

安装仪器(只放砝码盘，未放砝码)后，调节测微目镜从显微镜中能清楚地看到十字叉丝，读取与显微镜中标尺横线重合的读数0A ，在砝码盘上增加砝码m 之后，金属丝伸长为δ，金属丝的伸长量的表达式0A A m -=δ （3—3）将mg F =和上式代入式（3—2），可得出伸长法测金属丝的杨氏模量E 的公式为24A A d mglE m -=π （3—4）又设mA A K m 0-=（3—5） 则K 为砝码改变一个单位时，显微镜中分划板标尺的读数的变化量。

将式（3—5）代入式（3—4），可得Kd lg E 24π=（3—6）[实验内容与步骤]1．调节WYM —1型CCD 杨氏模量测量仪底角螺钉，使测量仪的底座平台水平，使支架、金属丝铅直。