杨氏模量测定实验

一、实验目的1. 了解杨氏模量的概念和意义；2. 掌握用拉伸法测量金属丝杨氏模量的原理和方法；3. 学会使用实验仪器进行测量，并学会数据处理和误差分析；4. 培养实验操作能力和科学思维。

二、实验原理杨氏模量（E）是描述材料弹性性能的物理量，定义为材料在弹性形变时，单位应力所引起的单位应变。

其计算公式为：E = σ / ε其中，σ为应力，ε为应变。

应力是指单位面积上的力，应变是指单位长度的形变量。

本实验采用拉伸法测量金属丝的杨氏模量。

在实验过程中，对金属丝施加一定的拉力，使其产生弹性形变。

通过测量金属丝的伸长量和所受拉力，根据上述公式计算出杨氏模量。

三、实验仪器与材料1. 金属丝：直径约为1mm，长度约为100mm；2. 拉伸仪：用于施加拉力；3. 量角器：用于测量金属丝的伸长角度；4. 标尺：用于测量金属丝的伸长量；5. 计算器：用于计算数据。

四、实验步骤1. 将金属丝固定在拉伸仪上，确保金属丝与拉伸仪的轴线一致；2. 将金属丝的另一端固定在支架上，确保支架与拉伸仪的轴线一致；3. 调整量角器，使其与金属丝轴线垂直；4. 拉伸金属丝，使其产生弹性形变；5. 记录金属丝的伸长角度和伸长量；6. 重复上述步骤，进行多次实验，以确保数据的准确性；7. 根据实验数据，计算金属丝的杨氏模量。

五、数据处理与结果分析1. 计算金属丝的应力：σ = F / S其中，F为拉力，S为金属丝的横截面积。

2. 计算金属丝的应变：ε = ΔL / L其中，ΔL为金属丝的伸长量，L为金属丝的原始长度。

3. 根据实验数据，计算金属丝的杨氏模量：E = σ / ε4. 分析实验结果，与理论值进行比较，讨论误差来源。

六、实验结论通过本次实验，我们成功测量了金属丝的杨氏模量。

实验结果表明，金属丝的杨氏模量与理论值基本吻合。

在实验过程中，我们学会了使用拉伸法测量金属丝的杨氏模量，掌握了数据处理和误差分析的方法。

同时，本次实验也提高了我们的实验操作能力和科学思维。

第1篇一、实验背景杨氏模量（Young's Modulus）是材料力学中的一个重要物理量，它表征了材料在受力时抵抗形变的能力。

在工程实践中，杨氏模量是衡量材料刚度的重要指标之一，对材料的选择和结构设计具有重要意义。

本实验旨在通过实验方法测定金属材料的杨氏模量，并掌握相关实验原理和操作步骤。

二、实验原理1. 杨氏模量的定义杨氏模量（E）是指材料在弹性变形范围内，单位面积上所承受的应力与相应的应变之比。

其数学表达式为：E = σ / ε其中，σ为应力，ε为应变。

应力（σ）是指单位面积上的力，其数学表达式为：σ = F / A其中，F为作用在材料上的力，A为受力面积。

应变（ε）是指材料形变与原始长度的比值，其数学表达式为：ε = ΔL / L其中，ΔL为材料形变的长度，L为原始长度。

2. 胡克定律在弹性变形范围内，杨氏模量与应力、应变之间存在线性关系，即胡克定律：σ = Eε该定律表明，在弹性变形范围内，材料的应力与应变成正比。

3. 实验原理本实验采用拉伸法测定金属材料的杨氏模量。

具体实验步骤如下：（1）将金属样品固定在实验装置上，使其一端受到拉伸力F的作用。

（2）测量金属样品的原始长度L0和受力后的长度L。

（3）计算金属样品的形变长度ΔL = L - L0。

（4）根据胡克定律，计算应力σ = F / A，其中A为金属样品的横截面积。

（5）计算应变ε = ΔL / L0。

（6）根据杨氏模量的定义，计算杨氏模量E = σ / ε。

三、实验仪器1. 拉伸试验机：用于施加拉伸力F。

2. 样品夹具：用于固定金属样品。

3. 量具：用于测量金属样品的原始长度L0、受力后的长度L和形变长度ΔL。

4. 计算器：用于计算应力、应变和杨氏模量。

四、实验步骤1. 将金属样品固定在实验装置上，确保其牢固。

2. 调整拉伸试验机，使其施加一定的拉伸力F。

3. 测量金属样品的原始长度L0。

4. 拉伸金属样品，使其受力后的长度L。

金属杨氏模量的测定实验报告1. 引言嘿，大家好！今天我们来聊聊一个很酷的实验，那就是测定金属的杨氏模量。

听起来有点高大上，但其实这个过程就像是给金属量身定制一个“弹性评级”。

杨氏模量，简单来说，就是告诉我们金属在受力时有多“坚韧”。

就像咱们人一样，有的人遇到压力就崩溃，有的人却能撑得住。

好了，咱们先不急，先来看看实验的背景。

2. 实验目的2.1 理解杨氏模量这次实验的目标很明确：让大家清楚杨氏模量是什么。

它反映了材料在拉伸或压缩时的变形能力，也就是说，金属是硬是软，大家心里都要有个谱。

这样一来，咱们在选材的时候，就能更得心应手啦！2.2 进行实验当然，光说不练假把式，我们得实际动手。

通过实验，我们能获得准确的数据来计算出不同金属的杨氏模量，让科学不再是纸上谈兵，而是真正落到实处。

3. 实验器材与方法3.1 实验器材好啦，接下来我们来看看需要什么工具。

首先，咱们得有一根金属样品，像铝、铜之类的都行。

然后是一个拉力机，这玩意儿就像个健身教练，能帮我们施加力气。

再来一个测量工具，比如游标卡尺，用来测量金属样品的长度和直径。

别忘了，记得准备一个记事本，万一有什么灵感，可以随时记录下来。

3.2 实验步骤现在，我们进入到激动人心的实验步骤！首先，测量金属样品的初始长度和直径。

接着，把它放到拉力机上，慢慢施加拉力。

每施加一段力，就要仔细记录下样品的变形情况。

哎呀，看到金属慢慢变长，心里那个小激动啊，简直跟看一场悬疑剧一样紧张！我们就这样一步步增加力量，直到样品断裂。

记得，量数据的时候一定要细心，别让它跑了。

4. 数据处理与分析4.1 计算杨氏模量实验结束后，咱们就得来分析数据了。

根据公式 ( E = frac{sigma{epsilon )，其中( sigma ) 是应力，( epsilon ) 是应变，咱们可以轻松计算出杨氏模量。

别忘了，这时候可以用图表来帮助分析，毕竟一张图胜过千言万语，数据可视化总能让人眼前一亮。

一、实验目的1. 理解杨氏模量的概念及其在材料力学中的重要性；2. 掌握杨氏模量的测定方法，包括实验原理、实验步骤和数据处理；3. 培养学生严谨的实验态度和实际操作能力。

二、实验原理杨氏模量（E）是描述材料在弹性范围内应力与应变成正比关系的物理量，其定义式为：E = σ/ε，其中σ为应力，ε为应变。

本实验采用拉伸法测定杨氏模量，实验原理如下：1. 将金属丝固定在拉伸试验机上，一端固定，另一端施加拉伸力；2. 测量金属丝的原始长度L0和受力后的长度L；3. 计算金属丝的伸长量ΔL = L - L0；4. 根据胡克定律，在弹性范围内，应力σ与伸长量ΔL成正比，即σ = Eε；5. 由上述公式，可得杨氏模量E = σΔL/(L0A)，其中A为金属丝的横截面积。

三、实验仪器与材料1. 实验仪器：杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜、标尺、千分尺、游标卡尺、米尺、砝码、金属丝等；2. 实验材料：金属丝（长度约1米，直径约0.1毫米）。

四、实验步骤1. 准备实验仪器，检查设备是否完好；2. 将金属丝固定在杨氏模量测定仪的支架上，调整支架使金属丝铅直；3. 使用游标卡尺测量金属丝的直径d，计算横截面积A = πd²/4；4. 将金属丝一端固定在支架上，另一端连接到拉伸试验机；5. 在金属丝上施加一定的拉伸力，观察并记录金属丝的原始长度L0；6. 拉伸金属丝至一定长度，记录受力后的长度L；7. 重复步骤5和6，进行多次测量，以减小误差；8. 计算金属丝的伸长量ΔL和杨氏模量E。

五、数据处理与结果分析1. 将实验数据整理成表格，包括金属丝的直径、原始长度、受力后的长度、伸长量和杨氏模量；2. 计算每组数据的平均值，以减小误差；3. 分析实验结果，与理论值进行比较，探讨误差来源。

六、实验结论1. 通过本实验，成功测定了金属丝的杨氏模量；2. 实验结果表明，本实验测得的杨氏模量与理论值基本一致；3. 实验过程中，操作规范，数据处理合理，误差在可接受范围内。

一、实验目的1. 了解杨氏模量的概念及其在材料力学中的应用。

2. 掌握杨氏模量的测定方法，即拉伸法。

3. 培养实验操作技能和数据处理能力。

二、实验原理杨氏模量（E）是描述材料在受到拉伸或压缩时抵抗形变的能力的物理量。

根据胡克定律，在弹性限度内，材料的相对伸长（或压缩）量与外力成正比，即：ΔL/L = F/S E其中，ΔL为材料的伸长量，L为材料的原始长度，F为施加在材料上的外力，S为材料的横截面积，E为杨氏模量。

本实验采用拉伸法测定杨氏模量，通过测量材料在拉伸过程中产生的伸长量，结合材料的原始长度和横截面积，计算出杨氏模量。

三、实验仪器与材料1. 杨氏模量测定仪（包括：拉伸仪、光杠杆、望远镜、标尺）2. 螺旋测微器3. 游标卡尺4. 钢直尺5. 金属丝（直径约为0.5mm）四、实验步骤1. 将金属丝一端固定在杨氏模量测定仪的拉伸仪上，另一端连接到重物托盘。

2. 调整螺栓，使金属丝处于铅直状态。

3. 使用游标卡尺测量金属丝的直径，并记录数据。

4. 将望远镜和标尺放置在光杠杆前方约1.2m处。

5. 调节望远镜和标尺，使标尺铅直，光杠杆平面镜平行于标尺。

6. 观察望远镜中的标尺像，记录初始像的位置。

7. 挂上重物，使金属丝产生一定的伸长量。

8. 观察望远镜中的标尺像，记录新的像的位置。

9. 计算金属丝的伸长量，并记录数据。

10. 重复步骤7-9，进行多次测量，取平均值。

五、数据处理与结果分析1. 计算金属丝的横截面积S，S = π (d/2)^2，其中d为金属丝直径。

2. 计算金属丝的相对伸长量ΔL/L，ΔL/L = ΔL/L0，其中L0为金属丝的原始长度，ΔL为金属丝的伸长量。

3. 根据公式E = F/S ΔL/L，计算杨氏模量E。

4. 计算多次测量的平均值，并求出标准偏差。

六、实验结果1. 金属丝直径d：0.48mm2. 金属丝原始长度L0：500mm3. 金属丝伸长量ΔL：0.5mm4. 金属丝横截面积S：0.185mm^25. 杨氏模量E：2.10×10^11 Pa七、结论通过本实验，我们成功地测定了金属丝的杨氏模量，结果为2.10×10^11 Pa。

杨氏弹性模量的测定实验报告一、实验目的1、学习用拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量。

2、掌握用光杠杆法测量微小长度变化的原理和方法。

3、学会使用望远镜、标尺、螺旋测微器等测量长度的仪器。

4、学会用逐差法处理实验数据。

二、实验原理1、杨氏弹性模量杨氏弹性模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。

设金属丝的原长为＄L$，横截面积为＄S$，在外力＄F$ 的作用下伸长量为＄＼Delta L$，根据胡克定律，在弹性限度内，应力（＄F/S$）与应变（＄＼Delta L/L$）成正比，其比例系数即为杨氏弹性模量＄E$，数学表达式为：＄E ＝＼frac{F ＼cdot L}｛S ＼cdot ＼Delta L}＄2、光杠杆原理光杠杆装置由一个平面镜及固定在其一端的三足支架组成，三足尖构成等腰三角形。

当金属丝伸长时，光杠杆的后足随之下降，平面镜绕前足转动一个微小角度＄＼theta$，从而使反射光线偏转一个较大的角度＄2\theta$。

通过望远镜和标尺可以测量出标尺像的位移＄n$，设光杠杆前后足间距为＄b$，镜面到标尺的距离为＄D$，则有：＄＼Delta L ＝＼frac{n ＼cdot b}｛2D}＄将上式代入杨氏弹性模量的表达式，可得：＄E ＝＼frac{8FLD}｛S\pi d^2 n b}＄其中，＄d$ 为金属丝的直径。

三、实验仪器杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜及标尺、螺旋测微器、游标卡尺、砝码、米尺等。

四、实验步骤1、调节仪器（1）调节杨氏模量测定仪底座的水平调节螺丝，使立柱铅直。

（2）将光杠杆放在平台上，使平面镜与平台垂直，三足尖位于同一水平面，且三足尖与平台的接触点构成等边三角形。

（3）调节望远镜，使其与光杠杆平面镜等高，且望远镜光轴与平面镜中心等高。

然后通过望远镜目镜看清十字叉丝，再将望远镜对准平面镜，调节目镜和物镜，直至能在望远镜中看到清晰的标尺像。

（4）调节标尺的位置，使其零刻度线与望远镜中十字叉丝的横线重合。

杨氏模量的测定【实验目的】1. 学习用静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量。

2. 掌握长度测量和使用显微镜测量微小长度变化方法。

3. 掌握正确的测读数据方法，学会用逐差法处理数据。

【仪器用具】杨氏模量测量仪（包括显微镜装置、砝码、待测金属丝）、螺旋测微计、米尺 【实验原理】 1. 杨氏模量的定义本实验讨论最简单的变形——拉伸变形，即棒状物体（或金属丝）受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F/S 与应变△L/L 成正比。

设有一根长为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/S=E(∆L/L) (2-1)式中的比例系数E 称为杨氏模量，单位为N ·m 2-。

试验证明，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，它只与金属丝的材料有关。

若金属丝的直径为d ，则S=41πd 2，代入（2-1）式中可得E=LFL ∆2πd 4 （2-2）（2-2）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 、∆L 值就可以计算出金属丝的杨氏模量E 。

在（2-2）式中F 、L 、d 都比较容易测量，唯有∆L 是一个很小的，不容易测量，本试验采用显微镜对∆L 进行测量。

2.显微镜测量微小长度变化在杨氏模量试验测量仪悬垂的金属丝下端连着一个十字叉丝板，用显微镜进行测量时，就是通过显微镜的微尺与十字叉丝的相对位置变化关系测受力金属丝伸长量的。

在未对金属丝施加拉力时，先测量十字叉丝对准微尺的读数为l 1，当在砝码盘上加砝码时，金属丝被向下拉长了∆L ，十字叉丝同时下降了∆L ，从显微镜的目镜中可以看到十字叉丝对准微尺的读数为l 2，即∆L=l 2-l 1。

将∆L 带入公式（2-2），并考虑F=mg ，可得 E=LmgL ∆2πd 4 （2-3）3.测量结果的不确定度估计按照间接测量的不确定度合成法，杨氏模量E 的测量不确定度计算公式为：()∆∆∆∆∆⎪⎭⎫⎝⎛∆∆+++=2222222221411ldlm l dlmE E （2-4）4.用逐差法处理数据【实验步骤】1. 杨氏模量测量仪的调整（1）首先调节底脚螺丝，使仪器底座水平。

金属丝杨氏模量的测量实验报告一、实验目的1、学会用伸长法测量金属丝的杨氏模量。

2、掌握光杠杆放大原理和测量微小长度变化的方法。

3、学会使用游标卡尺、螺旋测微器等测量长度的工具。

4、学习数据处理和误差分析的方法。

二、实验原理1、杨氏模量的定义杨氏模量是描述固体材料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，应力与应变成正比，即：＼F ＝ Y ＼times ＼frac{＼Delta L}｛L} ＼times S＼其中，Y 就是杨氏模量。

2、光杠杆放大原理本实验中，由于金属丝的伸长量ΔL 非常小，难以直接测量，因此采用光杠杆放大法进行测量。

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，后尖足放在一个可移动的小平台上，小平台与金属丝的下端相连。

当金属丝伸长或缩短时，小平台会随之升降，带动光杠杆转动一个微小的角度θ。

通过望远镜和标尺，可以测量出光杠杆转动前后标尺的读数变化Δn，从而计算出角度θ 的变化。

根据几何关系，有：＼＼tan ＼theta ＼approx ＼theta ＝＼frac{＼Delta n}｛D}＼其中，D 为光杠杆平面镜到标尺的距离。

又因为：＼＼Delta L ＝＼frac{b}｛2} ＼times ＼theta＼其中，b 为光杠杆后足到两前足连线的垂直距离。

联立上述式子，可得：＼＼Delta L ＝＼frac{b ＼times ＼Delta n}｛2D}＼将其代入杨氏模量的表达式，可得：＼Y ＝＼frac{8FLD}｛S\pi d^2 ＼Delta n b}＼其中，d 为金属丝的直径。

三、实验仪器1、杨氏模量测定仪2、光杠杆及望远镜尺组3、螺旋测微器4、游标卡尺5、砝码6、米尺四、实验步骤1、调整仪器（1）将杨氏模量测定仪放在水平桌面上，调节底座上的三个调节螺丝，使立柱铅直。

一、实验目的1. 了解杨氏模量的概念和测量方法。

2. 掌握使用杨氏模量测量仪进行实验操作。

3. 通过实验，测定某种材料的杨氏模量，并分析实验结果。

二、实验原理杨氏模量（E）是衡量材料弹性变形能力的物理量，表示材料在受到拉伸或压缩时抵抗形变的能力。

根据胡克定律，在弹性范围内，材料的应力（σ）与应变（ε）成正比，即σ = Eε。

其中，σ为应力，ε为应变，E为杨氏模量。

三、实验仪器与材料1. 杨氏模量测量仪：包括拉伸仪、光杠杆、望远镜、标尺等。

2. 标准金属丝：长度约0.5米，直径约0.1毫米。

3. 螺旋测微器：用于测量金属丝直径。

4. 水准器：用于调节实验装置水平。

5. 钢卷尺：用于测量金属丝的长度变化。

四、实验步骤1. 将金属丝夹在拉伸仪的夹具中，确保金属丝与夹具垂直。

2. 调节光杠杆，使其前支脚与支架的下梁平台三角形凹槽对齐，后支脚与金属丝夹具上的平面接触。

3. 将望远镜放置在光杠杆后支脚的正前方，调整望远镜，使十字分划板与标尺对齐。

4. 调节望远镜的焦距，使标尺通过物镜成像在分划板上，并确保成像清晰。

5. 使用螺旋测微器测量金属丝的直径，记录数据。

6. 在金属丝下端施加初始拉力，记录此时金属丝的长度。

7. 逐步增加拉力，记录每次拉力增加后的金属丝长度。

8. 每次增加拉力后，调整望远镜和光杠杆，确保十字分划板与标尺对齐，并记录数据。

9. 重复步骤7和8，直至金属丝达到最大拉伸长度或断裂。

10. 根据实验数据，计算杨氏模量。

五、实验数据及处理1. 记录金属丝直径、初始长度、每次增加拉力后的长度、应力、应变等数据。

2. 根据应力与应变的比值，计算杨氏模量。

3. 分析实验结果，包括误差来源、数据处理方法等。

六、实验结果与分析1. 实验结果：测定某种材料的杨氏模量为E =2.1×10^5 Pa。

2. 分析：（1）实验误差来源：主要包括测量误差、仪器误差、环境误差等。

（2）数据处理方法：采用最小二乘法对实验数据进行拟合，计算杨氏模量。

一、实验目的1. 掌握杨氏模量的概念及其测量方法。

2. 学习使用光杠杆装置测量微小长度变化。

3. 通过实验，验证杨氏模量的计算公式，并了解其应用。

二、实验原理杨氏模量（E）是描述材料在弹性变形过程中，单位面积上所承受的应力与相应应变的比值。

根据胡克定律，在弹性限度内，材料的应力（σ）与应变（ε）成正比，即σ = Eε。

杨氏模量的单位为帕斯卡（Pa）。

实验中，通过测量金属丝在拉伸过程中的应力（F）和应变（ΔL/L），计算杨氏模量。

三、实验仪器1. 光杠杆装置：包括光杠杆、望远镜、标尺、水平仪、支架等。

2. 拉伸机：用于施加拉伸力。

3. 金属丝：实验材料。

4. 游标卡尺：用于测量金属丝直径。

5. 电子天平：用于测量金属丝质量。

四、实验步骤1. 将金属丝一端固定在支架上，另一端与拉伸机连接。

2. 调整光杠杆装置，使望远镜、标尺、光杠杆平面镜在同一水平线上。

3. 使用游标卡尺测量金属丝直径d，并计算截面积S = πd²/4。

4. 在金属丝上施加一定拉伸力F，使用电子天平测量金属丝质量m。

5. 观察望远镜中标尺的移动，记录金属丝的长度变化ΔL。

6. 重复步骤4和5，进行多次测量。

五、实验数据1. 金属丝直径d = 0.5 mm，截面积S = 0.19635 mm²。

2. 金属丝质量m = 5.00 g。

3. 拉伸力F = 50 N。

4. 长度变化ΔL = 2.00 mm。

六、数据处理1. 计算金属丝的应力σ = F/S = 50 N / 0.19635 mm² = 255.7 Pa。

2. 计算金属丝的应变ε = ΔL/L = 2.00 mm / 100 mm = 0.02。

3. 计算杨氏模量E = σ/ε = 255.7 Pa / 0.02 = 12,785 Pa。

七、实验结果与分析通过实验，得到金属丝的杨氏模量E为12,785 Pa。

与理论值相比，实验结果存在一定误差，可能是由于以下原因：1. 金属丝的拉伸过程中，存在非线性弹性变形。

一、实验目的1. 掌握用光杠杆装置测量微小长度变化的原理和方法。

2. 学习一种测量金属杨氏弹性模量的方法。

3. 学会用逐差法处理实验数据。

4. 了解实验误差的来源及减小误差的方法。

二、实验仪器1. 杨氏模量测定仪（包括望远镜、测量架、光杠杆、标尺、砝码）2. 钢丝（直径已知）3. 砝码4. 光杠杆5. 望远镜及标尺6. 螺旋测微器7. 游标卡尺8. 卷尺三、实验原理杨氏模量（E）是描述材料在弹性限度内应力与应变的比值，即E = F/S，其中F 为外力，S为材料的截面积。

本实验通过测量钢丝在受到外力作用下的伸长量，计算杨氏模量。

根据胡克定律，在弹性限度内，弹性体的相对伸长（L/L）与外施应力（F/S）成正比，即L/L = (F/S)/E。

设金属丝的直径为d，截面积为S = πd²/4，将此式代入上述公式，可得：E = 4FL/d²由于L是一个微小的长度变化，难以用普通测长器具测准，本实验采用光杠杆装置放大L的测量值，提高测量精度。

四、实验步骤1. 将杨氏模量测定仪调整水平，确保望远镜、标尺、光杠杆在同一高度。

2. 将钢丝一端固定在测量仪上，另一端连接光杠杆。

3. 调节光杠杆，使平面镜与标尺垂直。

4. 调节望远镜，使叉丝位于目镜的焦平面上，观察标尺的像。

5. 记录标尺的初始读数D₀。

6. 在钢丝上施加不同大小的外力，记录对应的标尺读数D和望远镜中观察到的标尺刻度值的变化量n。

7. 重复步骤5-6，进行多次测量。

五、数据处理1. 计算钢丝的截面积S = πd²/4。

2. 计算每次实验的外力F = 砝码质量× 重力加速度。

3. 计算每次实验的伸长量L = n × 光杠杆放大倍数。

4. 计算每次实验的杨氏模量E = 4FL/d²。

5. 计算杨氏模量的平均值E_avg和标准差σ。

六、实验结果与分析通过多次实验，得到钢丝的杨氏模量E_avg和标准差σ。

杨氏模量实验报告开展实验自然要写实验报告，杨氏模量实验报告怎样写呢?那么，下面是给大家整理收集的杨氏模量实验报告相关范文，仅供参考。

杨氏模量实验报告1【实验目的】1.1.掌握螺旋测微器的使用方法。

2.学会用光杠杆测量微小伸长量。

3.学会用拉伸法金属丝的杨氏模量的方法。

【实验仪器】杨氏模量测定仪(包括：拉伸仪、光杠杆、望远镜、标尺)，水准器，钢卷尺，螺旋测微器，钢直尺。

1、金属丝与支架(装置见图1)：金属丝长约0.5米，上端被加紧在支架的上梁上，被夹于一个圆形夹头。

这圆形夹头可以在支架的下梁的圆孔内自由移动。

支架下方有三个可调支脚。

这圆形的气泡水准。

使用时应调节支脚。

由气泡水准判断支架是否处于垂直状态。

这样才能使圆柱形夹头在下梁平台的圆孔转移动时不受摩擦。

2、光杠杆(结构见图2)：使用时两前支脚放在支架的下梁平台三角形凹槽内，后支脚放在圆柱形夹头上端平面上。

当钢丝受到拉伸时，随着圆柱夹头下降，光杠杆的后支脚也下降，时平面镜以两前支脚为轴旋转。

图1 图2 图33、望远镜与标尺(装置见图3)：望远镜由物镜、目镜、十字分划板组成。

使用实现调节目镜，使看清十字分划板，在调节物镜使看清标尺。

这是表明标尺通过物镜成像在分划板平面上。

由于标尺像与分划板处于同一平面，所以可以消除读书时的视差(即消除眼睛上下移动时标尺像与十字线之间的相对位移)。

标尺是一般的米尺，但中间刻度为0。

【实验原理】1、胡克定律和杨氏弹性模量固体在外力作用下将发生形变，如果外力撤去后相应的形变消失，这种形变称为弹性形变。

如果外力后仍有残余形变，这种形变称为塑性形变。

应力：单位面积上所受到的力(F/S)。

应变：是指在外力作用下的相对形变(相对伸长DL/L)它反映了物体形变的大小。

用公式表达为： (1)2、光杠杆镜尺法测量微小长度的变化在(1)式中，在外力的F的拉伸下，钢丝的伸长量DL是很小的量。

用一般的长度测量仪器无法测量。

在本实验中采用光杠杆镜尺法。

杨氏模量实验报告一、实验目的1、学会用拉伸法测量金属丝的杨氏模量。

2、掌握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、实验原理杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。

当一根粗细均匀的金属丝在长度方向上受到外力 F 的作用时，其长度会发生改变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，比例系数即为杨氏模量 E，其表达式为：＼E ＝＼frac{FL}｛S\Delta L}＼其中，F 是外力，L 是金属丝的原长，S 是金属丝的横截面积。

由于金属丝的伸长量ΔL 很小，难以直接测量，本实验采用光杠杆放大法进行测量。

光杠杆装置由光杠杆平面镜、望远镜和标尺组成。

当金属丝伸长时，光杠杆平面镜会随之转动一个微小角度θ，从而使得通过望远镜观察到的标尺像发生较大的位移Δn。

根据几何关系，有：＼＼Delta L ＝＼frac{＼Delta n}｛D} ＼cdot b ＼其中，D 是平面镜到标尺的距离，b 是光杠杆前后脚的距离。

将上式代入杨氏模量的表达式，可得：＼ E ＝＼frac{8FLD}｛S\pi d^2\Delta n b} ＼其中，d 是金属丝的直径。

三、实验仪器1、杨氏模量测定仪：包括金属丝、光杠杆、望远镜、标尺等。

2、螺旋测微器：用于测量金属丝的直径。

3、游标卡尺：用于测量光杠杆前后脚的距离b 和金属丝的长度L。

4、砝码：提供外力。

5、米尺：测量平面镜到标尺的距离 D。

四、实验步骤1、仪器调节调节杨氏模量测定仪底座水平，使金属丝铅直。

调节光杠杆平面镜与平台垂直，使望远镜水平，光轴与平面镜中心等高。

调节望远镜目镜，看清十字叉丝；调节望远镜物镜，看清标尺的像。

2、测量金属丝的长度 L、直径 d 和光杠杆前后脚的距离 b用米尺测量金属丝的长度 L，多次测量取平均值。

用螺旋测微器在不同位置测量金属丝的直径 d，共测量 6 次，取平均值。

一、实验目的1. 理解杨氏模量的概念及其在材料力学中的重要性。

2. 掌握使用光杠杆法测量微小形变的方法。

3. 学习利用胡克定律和光杠杆原理计算杨氏模量。

4. 熟悉逐差法和作图法在数据处理中的应用。

二、实验原理杨氏模量（E）是衡量材料在弹性范围内抵抗形变能力的物理量，定义为应力（σ）与应变（ε）的比值，即 E = σ/ε。

在本实验中，通过测量钢丝在拉伸力作用下的形变量和所受拉力，根据胡克定律计算杨氏模量。

实验原理基于以下公式：E = (F L) / (S ΔL)其中：- F 为钢丝所受的拉力；- L 为钢丝的原始长度；- S 为钢丝的横截面积；- ΔL 为钢丝的形变量。

由于钢丝的形变量ΔL 很小，难以直接测量，因此采用光杠杆法进行放大测量。

光杠杆法利用光杠杆的放大原理，将微小的形变量转换为可测量的角度变化，从而提高测量的精度。

三、实验仪器1. 杨氏模量测定仪（包括：拉伸仪、光杠杆、望远镜、标尺）2. 砝码3. 千分尺4. 米尺5. 光杠杆支架6. 望远镜支架7. 计算器四、实验步骤1. 将杨氏模量测定仪放置在平稳的实验台上，调整望远镜和标尺的相对位置，使望远镜能够观察到标尺的刻度。

2. 将钢丝固定在拉伸仪上，确保钢丝处于垂直状态。

3. 在钢丝上施加不同大小的拉力，利用砝码进行测量。

4. 观察光杠杆平面镜在望远镜中的位置变化，记录相应的角度值。

5. 利用千分尺测量钢丝的直径，计算横截面积 S。

6. 记录钢丝的原始长度 L。

7. 根据实验数据，利用逐差法和作图法处理数据，计算杨氏模量 E。

五、实验结果与分析1. 根据实验数据，绘制 F-ΔL 图像，观察其线性关系。

2. 利用逐差法计算钢丝的形变量ΔL，计算平均形变量ΔL_avg。

3. 计算钢丝的横截面积 S 和原始长度 L。

4. 根据公式 E = (F L) / (S ΔL)，计算杨氏模量 E。

六、实验结论通过本次实验，成功测量了钢丝的杨氏模量，验证了胡克定律在弹性范围内的适用性。