杨氏模量的测量大学物理实验一、实验目的
1、理解杨氏模量的物理意义
2、掌握用拉伸法测金属丝杨氏模量的原理及方法难点,杨氏模量测定仪的调节重点,微小量的测量法二、实验原理
1,杨氏模量的测量原理设长为 L、截面积为 S的钢丝，在外力 F作用下，
在长度方向伸长 △ L。
根据胡克定律，在弹性限度内，正应力 F／ S与拉伸应变 △ L／ L成正比，即,
L
LY
S
F （ 1）
式中,Y是杨氏模量。
2
4F L F LY
S L d L
（ 2）
式中,d是钢丝的直径。
二、实验原理
2,微小伸长量的测量原理在（ 2）中,△ L是一个微小的量，可采用光杠杆法进行测量。
二、实验原理当钢丝在外力 F作用下发生微小变化 △ L时，平面反射镜面发生偏转，转角为 θ。从望远镜中看到的是标尺刻度 经平面反射镜形成的像，像相对平面镜转动了 2θ，对应的距离为 △ n。
二、实验原理
ta n Lb
2 ta n 2 nR
2
bLn
R
二、实验原理
2
bLn
R
2
4 FLY
dL
2
8 F L RY
d b n
杨氏模量的大小仅取决于材料本身的性质，与材料的几何形状及所受外力的大小无关。
三、实验仪器
YMC-1型杨氏模量测定仪三、实验仪器望远镜标 尺三、实验仪器望远镜内部结构图三、实验仪器钩 码光杠杆拉伸仪底座调节螺钉四、实验内容
1、用钢卷尺测钢丝原长 L。
2、用螺旋测微器测钢丝直径 d，在钢丝 上、中、下三个部位两个 正交 方向共测 6次。
四、实验内容
3、用钢卷尺测标尺到平面镜（光杠杆两前足所在的沟槽）的距离 R。
4、用钢卷尺测光杠杆常数 b。
b
B
C
A
四、实验内容
5、调杨氏模量仪底脚螺钉，使金属方框处于无碍状态。
调节底座螺钉四、实验内容
6、正确放置光杠杆，要求反射镜面铅直，工作台和 T形架的三足尖处在同一水平面上。
7、粗调望远镜筒光轴与反射镜面中心等高及望远镜光轴水平。
8、调望远镜目镜，直到看见清晰的十字叉丝。
9、调节望远镜，找到标尺的像。
0
标尺像分划板四、实验内容
10、测钢丝微小伸长量。
先记下标尺刻度像读数 n。，
然后将钩码轻轻挂到方形夹头下的环上，稳定后记下标尺刻度像读数 n1，
逐次加上槽码并记下相应读数 ni；
之后递减槽码，直到将钩码全部取下，并记下相应读数 ni。
0
四、实验内容数据记录表格 （ b=,R=,L= ）
钢丝的直径 d
)(mmd
)(mmdi
)(mmdd i?
次数 1 2 3 4 5 6
四、实验内容外力与标尺读数
n
n
n
加砝码减砝码序号 0 1 2 3 4 5 6 7
m（ kg）
五、实验注意事项
1、加减砝码时一定要轻拿轻放，切勿压断钢丝。
2、使用千分尺时只能用棘轮旋转。
3、用钢卷尺测量标尺到平面镜的垂直距离时，尺面要放平。
4、杨氏模量仪的主支架已固定，不要调节主支架。
5、测量钢丝长度时，要加上一个修正值，是夹头内不能直接测量的一段钢丝长度。
六、思考题
1、除 本 实验介绍的拉伸法法外，你还能提出其它更好更简捷的方法吗？
2、总结调节望远镜最简捷的步骤。
3、加减钩码时，标尺读数不相同的原因是什么？
1、理解杨氏模量的物理意义
2、掌握用拉伸法测金属丝杨氏模量的原理及方法难点,杨氏模量测定仪的调节重点,微小量的测量法二、实验原理
1,杨氏模量的测量原理设长为 L、截面积为 S的钢丝，在外力 F作用下，
在长度方向伸长 △ L。
根据胡克定律，在弹性限度内，正应力 F／ S与拉伸应变 △ L／ L成正比，即,
L
LY
S
F （ 1）
式中,Y是杨氏模量。
2
4F L F LY
S L d L
（ 2）
式中,d是钢丝的直径。
二、实验原理
2,微小伸长量的测量原理在（ 2）中,△ L是一个微小的量，可采用光杠杆法进行测量。
二、实验原理当钢丝在外力 F作用下发生微小变化 △ L时，平面反射镜面发生偏转，转角为 θ。从望远镜中看到的是标尺刻度 经平面反射镜形成的像，像相对平面镜转动了 2θ，对应的距离为 △ n。
二、实验原理
ta n Lb
2 ta n 2 nR
2
bLn
R
二、实验原理
2
bLn
R
2
4 FLY
dL
2
8 F L RY
d b n
杨氏模量的大小仅取决于材料本身的性质，与材料的几何形状及所受外力的大小无关。
三、实验仪器
YMC-1型杨氏模量测定仪三、实验仪器望远镜标 尺三、实验仪器望远镜内部结构图三、实验仪器钩 码光杠杆拉伸仪底座调节螺钉四、实验内容
1、用钢卷尺测钢丝原长 L。
2、用螺旋测微器测钢丝直径 d，在钢丝 上、中、下三个部位两个 正交 方向共测 6次。
四、实验内容
3、用钢卷尺测标尺到平面镜（光杠杆两前足所在的沟槽）的距离 R。
4、用钢卷尺测光杠杆常数 b。
b
B
C
A
四、实验内容
5、调杨氏模量仪底脚螺钉，使金属方框处于无碍状态。
调节底座螺钉四、实验内容
6、正确放置光杠杆，要求反射镜面铅直，工作台和 T形架的三足尖处在同一水平面上。
7、粗调望远镜筒光轴与反射镜面中心等高及望远镜光轴水平。
8、调望远镜目镜，直到看见清晰的十字叉丝。
9、调节望远镜，找到标尺的像。
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标尺像分划板四、实验内容
10、测钢丝微小伸长量。
先记下标尺刻度像读数 n。，
然后将钩码轻轻挂到方形夹头下的环上，稳定后记下标尺刻度像读数 n1，
逐次加上槽码并记下相应读数 ni；
之后递减槽码，直到将钩码全部取下，并记下相应读数 ni。
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四、实验内容数据记录表格 （ b=,R=,L= ）
钢丝的直径 d
)(mmd
)(mmdi
)(mmdd i?
次数 1 2 3 4 5 6
四、实验内容外力与标尺读数
n
n
n
加砝码减砝码序号 0 1 2 3 4 5 6 7
m（ kg）
五、实验注意事项
1、加减砝码时一定要轻拿轻放，切勿压断钢丝。
2、使用千分尺时只能用棘轮旋转。
3、用钢卷尺测量标尺到平面镜的垂直距离时，尺面要放平。
4、杨氏模量仪的主支架已固定，不要调节主支架。
5、测量钢丝长度时，要加上一个修正值，是夹头内不能直接测量的一段钢丝长度。
六、思考题
1、除 本 实验介绍的拉伸法法外，你还能提出其它更好更简捷的方法吗？
2、总结调节望远镜最简捷的步骤。
3、加减钩码时，标尺读数不相同的原因是什么？
