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杨氏模量测定实验报告

杨氏模量的测定

【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、砝码等。【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 ∆= （１）则

L S

F Y ∆=

（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。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S

d S π=

则（２）式可变为

L d FL

Y ∆=

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。式中L （金属丝原长）可由米尺测量，d （钢丝直径），可用螺旋测微仪测量，F （外力）可由实验中钢丝下面悬挂的砝码的重力F=mg 求出，而ΔL 是一个微小长度变化（在此实验中，当L ≈１ｍ时，F 每变化１ｋg 相应的ΔL 约为0.3ｍｍ）。因此，本实验利用光杠杆的光学放大作用实现对钢丝微小伸长量ΔL 的间接测量。二、光杠杆测微小长度变化

尺读望远镜和光杠杆组成如图2所示的测量系统。光杠杆系统是由光杠杆镜架与尺读望远镜组成的。光杠杆结构见图2（b ）所示，它实际上是附有三个尖足的平面镜。三个尖足的边线为一等腰三角形。前两足刀口与平面镜在同一平面内（平面镜俯仰方位可调），后足在前两足刀口的中垂线上。尺读望远镜由一把竖立的毫米刻度尺和在尺旁的一个望远镜组成。

1-金属丝2-光杠杆3-平台4-挂钩5-砝码6-三角底座7-标尺8-望远镜

图1 杨氏模量仪示意图

（a ） (b)

图2光杠杆

将光杠杆和望远镜按图2所示放置好，按仪器调节顺序调好全部装置后，就会在望远镜中看到经由光杠杆平面镜反射的标尺像。设开始时，光杠杆的平面镜竖直，即镜面法线在水平位置，在望远镜中恰能看到望远镜处标尺刻度1s 的象。当挂上重物使细钢丝受力伸长后，光杠杆的后脚尖1f 随之绕后脚尖32f f 下降ΔL ，光杠杆平面镜转过一较小角度θ，法线也转过同一角度θ。根据反射定律，从1s 处发出的光经过平面镜反射到2s （2s 为标尺某一刻度）。由光路可逆性，从2s 发出的光经平面镜反射后将进入望远镜中被观察到。望远记2s －

1s = Δn.

由图2可知

b L

∆=θtan D n

∆=

θtan

式中，b 为光杠杆常数（光杠杆后脚尖至前脚尖连线的垂直距离）；

D 为光杠杆镜面至尺读望远镜标尺的距离

由于偏转角度θ很小，即ΔL ＜＜b ，Δn ＜＜D ，所以近似地有

L ∆θ≈

，D

2∆θ≈

则

n 2D

L ∆∆•=

（4）由上式可知，微小变化量ΔL 可通过较易准确测量的b 、D 、Δn ，间接求得。实验中取D ＞＞b ，光杠杆的作用是将微小长度变化ΔL 放大为标尺上的相应位置变化

Δn ，ΔL 被放大了 b D

2倍。

将（3）、（4）两式代入（2）有

b d LD 8Y 2

∆π•=

（5）通过上式便可算出杨氏模量Y 。

【实验内容及步骤】一、杨氏模量测定仪的调整

1. 调节杨氏模量测定仪三角底座上的调整螺钉，使支架、细钢丝铅直，使平台水平。

2. 将光杠杆放在平台上，两前脚放在平台前面的横槽中，后脚放在钢丝下端的夹头上适当

位置，不能与钢丝接触，不要靠着圆孔边，也不要放在夹缝中。二、光杠杆及望远镜镜尺组的调整

1. 将望远镜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，并与标尺竖直，望远镜应水平对准平面镜中部。 2. 调整望远镜

(1) 移动标尺架和微调平面镜的仰角，及改变望远镜的倾角。使得通过望远镜筒上的

准心往平面镜中观察，能看到标尺的像； (2) 调整目镜至能看清镜筒中叉丝的像；

(3) 慢慢调整望远镜右侧物镜调焦旋钮直到能在望远镜中看见清晰的标尺像，并使望

远镜中的标尺刻度线的像与叉丝水平线的像重合；

(4) 消除视差。眼睛在目镜处微微上下移动，如果叉丝的像与标尺刻度线的像出现相

对位移，应重新微调目镜和物镜，直至消除为止。

3. 试加八个砝码，从望远镜中观察是否看到刻度（估计一下满负荷时标尺读数是否够用），

若无，应将刻度尺上移至能看到刻度，调好后取下砝码。三、测量

采用等增量测量法

1. 加减砝码。先逐个加砝码，共八个。每加一个砝码(1kg)，记录一次标尺的位置i n ；然后

依次减砝码，每减一个砝码，记下相应的标尺位置'

i n （所记i n 和'

i n 分别应为偶数个）。

2. 测钢丝原长L 。用钢卷尺或米尺测出钢丝原长（两夹头之间部分）L 。

3. 测钢丝直径d 。在钢丝上选不同部位及方向，用螺旋测微计测出其直径d ，重复测量三

次，取平均值。

4. 测量并计算D 。从望远镜目镜中观察，记下分划板上的上下叉丝对应的刻度，根据望远

镜放大原理，利用上下叉丝读数之差，乘以视距常数100，即是望远镜的标尺到平面镜的往返距离，即2D 。

5. 测量光杠杆常数b 。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

光杠杆后脚尖到两前脚尖连线的垂线，再用米尺测出b 。【数据记录及处理】

1. 金属丝的原长L = 光杠杆常数 b = 6.5cm D =185mm 下叉丝读数：8.8mm ，上叉丝读数：1

2.5mm ，则

mm 1851002

.8-5.12D =⨯=

d 下

中上=

其中i n 是每次加1kg 砝码后标尺的读数，()

'i i i n n 2

n +=(两者的平均)。 4. 用逐差法处理数据.

本实验的直接测量量是等间距变化的多次测量，故采用逐差法处理数据。计算出每增加一个1kg 的的变化量，计算公式为:c

b d LDF

8E 2

π=。 4.1 用逐差法处理数据如下：

448c n n =-，'4'4'8c n n =- 337c n n =-，'3'3'7c n n =- 226c n n =-，'2'2'

c n n =- 115c n n =-，'1'1'5c n n =-

将以上四个式子叠加并求平均值

53.5-2c c c '

11=+= 22.5-2c c c '2

22=+= 01.5-2c c c '

33=+= 92.4-2

c c c '

44=+=

则可得到

17.5-4

c c c c c 4

321=+++=

计算中可取绝对值为

17.5c =

注：c 为增重4kg 时钢丝的伸长量。计算结果如表2所示。 4.2 不确定度的计算

读数的不确定度：

()

=--=

∑=1

4c c S 4

i 2

=+=22n n S 仪∆∆

金属丝直径：

=++=

d d d d 下

中上

()

=--=

∑=1

3d d

S 3

i 2

=+=22d d S 仪∆∆

%N c n d d 2b b D D L L E E

=⎪⎭

⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆∆∆∆∆∆ 代入数据可得到钢丝杨氏模量

b d LDF

8E 2

π 【作图法处理实验数据】略

【分析与讨论】略

【附另一参考数据】

金属丝的原长L = 光杠杆常数 b = 7.7cm D =168mm 下叉丝读数：8.62mm ，上叉丝读数：11.98mm

mm 1681002

.8-98.11D =⨯=

其中：

06.1-c ≈

杨氏模量实验报告

实验十拉伸法测金属杨氏模量【实验简介】杨氏模量是工程材料的重要参数，它是描述材料刚性特征的物理量，杨氏模量越大，材料越不易发生变形，杨氏模量可以用动态法来测量，也可以用静态法来测量。本实验采用静态法。对于静态法来说，既可以用金属丝的伸长与外力的关系来测出杨氏模量，也可以用梁的弯曲与外力的关系来测量。静态法的关键是要准确测出试件的微小变形量。杨氏模量是重要的物理量，它是选定构件材料的依据之一，是工程技术常用参数，在工程实际中有着重要意义。托马斯.杨生平简介、托马斯.杨生（Thomas Young ，1773-1829）是英国物理学家，考古学家，医生。光的波动说的奠基人之一。1773 年6月13 日生于米尔费顿，曾在伦敦大学、爱丁堡大学和格丁根大学学习，伦敦皇家学会会员，巴黎科学院院士。1829年5月10日去世。早期提出和证明了声波和光波的干涉现象（著名杨氏双缝干涉实验），并用光的干涉原理解释了牛顿环现象等。1807 年提出了表征弹性体的量——杨氏模量。实验目的】 1、学会测量杨氏模量的一种方法（静态法） 2、掌握用光杠杆法测量微小长度变化的原理（放大法）； 3、学习用逐差法处理实验数据。图10-1 托马斯. 杨实验仪器及装置】杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜标尺组、螺旋测微器（25mm 、0.01mm ）、游标卡尺（125mm 、0.02mm ）及钢卷尺（2m 、1mm）等图10-2 望远镜标尺图10-3 杨氏模量测定仪

面积上受力F/S（应力）成正比，两者的比值 F/S L/L 【实验原理】 1、静态法测杨氏模量一根均匀的金属丝或棒，设其长度为L，截面积为S,在受到沿长度方向的外力 F 的作用下伸长L 。根据胡克定律可知，在材料弹性范围内，其相对伸长量L/L （应变）与外力造成的单位(10-1) 称为该金属丝的弹性模量，也称杨氏模量，它的单位为2 N / m2（牛顿/平方实验证明，杨氏模量与外力F 、物体的长度L 和截面积S 的大小无关，只取决于被测物的材料特性，它是表征固体性质的一个物理量。设金属丝的直径为d ，则S 1d 2，杨氏4 模量可表示为： 4FL Y 2 （10-2）d2L 式（2）表明：在长度L、直径d 和外力F相同的情况下，杨氏模量大的金属丝的伸长量较小，而一般金属材料的杨氏模量均达到1011N / m 2的数量级，所以当FL/d2的比值不太大时，绝对伸长量L 就很小，用通常的测量仪（游标卡尺、螺旋测微器等）就难以测量。实验中可采用光学放大法将微小长度转换成其他量测量，用一种专门设计的测量装置光杠杆来进行测量。光杠杆及测量装置如图 10-5、图10-6 所示。图10-5 光杠杆图

杨氏模量的测定实验报告

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

物体杨氏模量的测量实验报告

物体杨氏模量的测量实验报告物体的杨氏模量是衡量物体刚性和弹性的重要参数之一，它能够描述物体在受力下的变形程度。本实验旨在通过测量物体的应力和应变，来确定物体的杨氏模量。实验器材： 1. 弹簧测力计 2. 金属棒 3. 千分尺 4. 螺旋测微器 5. 实验台 6. 电子天平 7. 试样夹具实验步骤： 1. 将金属棒固定在实验台上，并使用试样夹具夹住金属棒，使其处于水平状态。 2. 在金属棒上选择一个合适的标志点，用千分尺测量该点的初始长度，并记录下来。 3. 将弹簧测力计固定在金属棒上方，并保持垂直状态。 4. 调整测力计的刻度，使其指针指向零刻度。 5. 用螺旋测微器测量金属棒上的应变，即标志点的位移，并记录下来。

6. 给金属棒施加一个逐渐增大的外力，使其发生弹性变形。 7. 同时记录下弹簧测力计显示的外力数值，以及螺旋测微器上标志点的位移。 8. 根据记录的数据，计算金属棒上的应力和应变。 9. 将所得的应力和应变数据绘制成应力-应变曲线。 10. 根据应力-应变曲线的斜率，即应力与应变的比值，计算出金属棒的杨氏模量。实验结果：根据实验测量数据计算得出的应力-应变曲线如下图所示（图中的横轴为应变，纵轴为应力）：（这里不输出图表，只进行描述）根据应力-应变曲线的斜率，即应力与应变的比值，我们可以计算出金属棒的杨氏模量。杨氏模量的计算公式为：杨氏模量 = 应力 / 应变根据实验数据的计算结果，我们得出金属棒的杨氏模量为XXX。实验讨论：在本实验中，我们通过测量金属棒的应力和应变，成功地确定了金属棒的杨氏模量。这是因为在弹性变形范围内，应力与应变成正比，即满足胡克定律。而杨氏模量就是描述胡克定律的比例系数。

杨氏模量实验报告

杨氏模量实验报告杨氏模量实验报告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3 3、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。初始时，平面镜处于垂直状态。标尺通过平面镜反射后，在望远镜中呈像。则望远镜可以通过平面镜观察到标尺的像。望远镜中十字线处在标尺上刻度为。当钢丝下降DL时，平面镜将转动q角。则望远镜中标尺的像也发生移动，十字线降落在标尺的刻度为处。由于平面镜转动q角，进入望远镜的光线旋转2q角。从图中看出望远镜中标尺刻度的变化。因为q角很小，由上图几何关系得：则： (2)

测量杨氏模量实验报告

测量杨氏模量实验报告一、实验目的本实验旨在通过测量材料的弹性变形，计算出杨氏模量，进一步了解材料的力学性质。二、实验原理杨氏模量是衡量物质刚性的重要指标之一。它表示单位截面积内受力后产生的弹性变形与所受应力之比。其计算公式为： E=Fl/ASΔL 其中，E为杨氏模量，F为施加在样品上的拉伸力，l为样品长度，A 为样品横截面积，S为应力，ΔL为伸长量。三、实验器材和试验步骤 1. 实验器材：弹簧测微计、钢丝绳、螺母卡、挂钩、样品架等。 2. 实验步骤：（1）将钢丝绳固定在试验机上，并将挂钩固定在钢丝绳上。（2）将试件放在挂钩下方，并用螺母卡固定住。（3）调整好仪器参数后开始施加拉伸力。（4）记录下拉伸过程中试件长度的变化，并根据公式计算出应力和伸长量。（5）根据得到的数据计算出杨氏模量。

四、实验结果和分析通过实验测量得到了试件在不同拉伸力下的伸长量和应力数据，进而计算出了杨氏模量。实验结果表明，该材料的杨氏模量为XXX，符合该材料的理论值范围。五、误差分析在实验过程中，由于试件本身的制造工艺和测量仪器的精度等因素会产生一定误差。另外，在记录数据时也可能存在一定误差。为减小误差，我们需要注意以下几点：（1）尽可能选择制造工艺较好、表面平整且尺寸规则的试件。（2）在实验前要对测量仪器进行校正，并尽可能使用高精度仪器。（3）多次重复实验，并取平均值作为最终结果。六、结论通过本次实验，我们成功地测得了该材料的杨氏模量，并对其力学性质有了更深入的了解。同时，在实验过程中也学会了如何正确地使用弹簧测微计等仪器来进行弹性变形测试，这对于日后从事相关领域研究具有重要意义。

杨氏模量实验报告

杨氏模量实验报告-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

实验十拉伸法测金属杨氏模量【实验简介】杨氏模量是工程材料的重要参数，它是描述材料刚性特征的物理量，杨氏模量越大，材料越不易发生变形，杨氏模量可以用动态法来测量，也可以用静态法来测量。本实验采用静态法。对于静态法来说，既可以用金属丝的伸长与外力的关系来测出杨氏模量，也可以用梁的弯曲与外力的关系来测量。静态法的关键是要准确测出试件的微小变形量。杨氏模量是重要的物理量，它是选定构件材料的依据之一，是工程技术常用参数，在工程实际中有着重要意义。托马斯.杨生平简介、托马斯.杨生（Thomas Young ，1773-1829）是英国物理学家，考古学家，医生。光的波动说的奠基人之一。1773年6月13日生于米尔费顿，曾在伦敦大学、爱丁堡大学和格丁根大学学习，伦敦皇家学会会员，巴黎科学院院士。1829年5月10日去世。早期提出和证明了声波和光波的干涉现象（著名杨氏双缝干涉实验），并用光的干涉原理解释了牛顿环现象等。 1807年提出了表征弹性体的量——杨氏模量。【实验目的】 1、学会测量杨氏模量的一种方法（静态法）； 2、掌握用光杠杆法测量微小长度变化的原理（放大法）； 3、学习用逐差法处理实验数据。图10-1 托马斯.杨【实验仪器及装置】杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜标尺组、螺旋测微器（25mm、0.01mm）、游标卡尺（125mm、0.02mm）及钢卷尺(2m、1mm)等 2 图10-2 望远镜标图10-3 杨氏模量测定仪图10-4 实验装置放

杨氏模量测定实验报告

杨氏模量的测定【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、砝码等。【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 L L Y S F ∆= （１）则 L L S F Y ∆= （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。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S 4 2 d S π= 则（２）式可变为 L d FL Y ∆= 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。式中L （金属丝原长）可由米尺测量，d （钢丝直径），可用螺旋测微仪测量，F （外力）可由实验中钢丝下面悬挂的砝码的重力F=mg 求出，而ΔL 是一个微小长度变化（在此实验中，当L ≈１ｍ时，F 每变化１ｋg 相应的ΔL 约为0.3ｍｍ）。因此，本实验利用光杠杆的光学放大作用实现对钢丝微小伸长量ΔL 的间接测量。二、光杠杆测微小长度变化尺读望远镜和光杠杆组成如图2所示的测量系统。光杠杆系统是由光杠杆镜架与尺读望远镜组成的。光杠杆结构见图2（b ）所示，它实际上是附有三个尖足的平面镜。三个尖足的边线为一等腰三角形。前两足刀口与平面镜在同一平面内（平面镜俯仰方位可调），后足在前两足刀口的中垂线上。尺读望远镜由一把竖立的毫米刻度尺和在尺旁的一个望远镜组成。

大学物理杨氏模量实验报告

篇一：大物仿真实验报告---金属杨氏模量的测定大物仿真实验报告金属杨氏模量的测定化工12 一、实验目的 1、掌握用光杠杆测量长度微小变化量的原理和方法 2、学会使用逐差法处理数据二、实验原理人们在研究材料的弹性性质时，希望有这样一些物理量，它们与试样的尺寸、形状和外加的力无关。于是提出了应力F/S（即力与力所作用的面积之比）和应变ΔL/L（即长度或尺寸的变化与原来的长度或尺寸之比）之比的概念。在胡克定律成立的范围内，应力和应变之比是一个常数，即（1） E被称为材料的杨氏模量，它是表征材料性质的一个物理量，仅与材料的结构、化学成分及其加工制造方法有关。某种材料发生一定应变所需要的力大，该材料的杨氏模量也就大。杨氏模量的大小标志了材料的刚性。通过式（1），在样品截面积S上的作用应力为F，测量引起的相对伸长量ΔL/L，即可计算出材料的杨氏模量E。因一般伸长量ΔL很小，故常采用光学放大法，将其放大，如用光杠杆测量ΔL。光杠杆是一个带有可旋转的平面镜的支架，平面镜的镜面与三个足尖决定的平面垂直，其后足即杠杆的支脚与被测物接触，见图1。当杠杆支脚随被测物上升或下降微小距离ΔL时，镜面法线转过一个θ角，而入射到望远镜的光线转过2θ角，如图2所示。当θ很小时，（2）式中l为支脚尖到刀口的垂直距离（也叫光杠杆的臂长）。根据光的反射定律，反射角和入射角相等，故当镜面转动θ角时，反射光线转动2θ角，由图可知（3）式中D为镜面到标尺的距离，b为从望远镜中观察到的标尺移动的距离。从（2）和（3）两式得到（4）由此得（5）合并（1）和（4）两式得 2 Y=6）式中2D/l叫做光杠杆的放大倍数。只要测量出L、D、l和d（一系列的F 与b之后，就可以由式（6）确定金属丝的杨氏模量E。）及三、实验仪器杨氏模量仪、光杠杆和标尺望远镜、砝码、钢直尺、钢卷尺、螺旋测微计、游标卡尺、白炽灯四、实验过程与步骤 1．调节仪器

杨氏模量实验报告(共12页)

杨氏模量实验报告篇一：金属材料杨氏模量的测定实验报告浙江中医药大学学生物理实验报告实验名称金属材料杨氏模量的测定学院信息技术学院专业医学信息工程班级一班报告人学号同组人学号同组人学号同组人学号理论课任课教师实验课指导教师实验日期 20xx年3月2日报告日期 20xx年3月3日实验成绩批改日期浙江中医药大学信息技术学院物理教研室篇二：光杠杆法测定杨氏弹性模量测定实验报告一、摘要弹性模量是描述材料形变与应力关系的重要特征量，是工程技术中常用的一个参数。在实验室施加的外力使材料产生的变形相当微小，难以用肉眼观察，同时过大的载荷又会使得材料发生塑形变形，所以要通过将微小变形放大的方法来测量。本实验通过光杠杆将外力产生的微小位移放大，从而测量出杨氏弹性模量，具有较高的可操作性。二、实验仪器

弹性模量测定仪（包括：细钢丝、光杠杆、望远镜、标尺和拉力测量装置）；钢卷尺、螺旋测微器、游标卡尺。三、实验原理（1）杨氏弹性模量定义式任何固体在外力作用下都要发生形变，最简单的形变就是物体受外力拉伸（或压缩）时发生的伸长（或缩短）形变。设金属丝的长度为L，截面积为S，一端固定，一端在伸长方向上受力为F，伸长为△L。定义： ε?物体的相对伸长 ?L 为应变， L F 为应力。 S 物体单位面积上的作用力σ? 根据胡克定律，在物体的弹性限度内，物体的应力与应变成正比，即 F?L?E SL 则有： E? FL S?L

式中的比例系数E称为杨氏弹性模量（简称弹性模量）。实验证明：弹性模量E与外力F、物体长度L以及截面积的大小均无关，而只取决定于物体的材料本身的性质。它是表征固体性质的一个物理量。对于直径为D的圆柱形钢丝，其弹性模量为： E? 4FL πD2?L 根据上式，测出等号右边各量，杨氏模量便可求得。式中的F、D、L三个量都可用一般方法测得。唯有?L是一个微小的变化量，用一般量具难以测准。故而本实验采用光杠杆法进行间接测量。（2）光杠杆放大原理光杠杆测量系统由光杠杆反射镜、倾角调节架、标尺、望远镜和调节反射镜组成。实验时，将光杠杆两个前足尖放在弹性模量测定仪的固定平台上，后足尖放在待测金属丝的测量端面上。当金属丝受力后，产生微小伸长，后足尖便随着测量端面一起作微小移动，并使得光杠杆绕前足尖转动一个微小角度，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。如右图所示,当钢丝的长度发生变化时，光杠杆镜面的竖直度必然要发生改变。那么改变后的镜面和改变前的镜面必然有一个角度差，用θ来表示这

测杨氏模量实验报告

测杨氏模量实验报告测杨氏模量实验报告引言：杨氏模量是描述材料刚度和弹性的重要参数之一，它可以用来衡量材料在受力时的变形程度。本实验旨在通过测量材料的应力-应变关系曲线，计算出杨氏模量，并探讨不同材料的弹性特性。实验装置：本次实验使用了一台万能试验机，该试验机具有精确的力学测量功能。实验中使用了两种不同材料的试样，分别为金属和塑料。实验步骤： 1. 准备工作： a. 清洁试样表面，确保无杂质。 b. 通过万能试验机调整试样的初始长度和直径，并记录下来。 2. 弹性模量测量： a. 将试样固定在试验机上，保证试样处于水平状态。 b. 施加逐渐增加的拉力，同时记录下拉伸长度和施加的力值。 c. 根据拉力和伸长量计算出应力和应变的数值。 d. 绘制应力-应变曲线，并计算出线性段的斜率，即为杨氏模量的近似值。 3. 结果与分析： a. 根据实验数据，计算出金属试样和塑料试样的杨氏模量。 b. 对比两种材料的杨氏模量，分析其弹性特性的异同。 c. 探讨可能影响杨氏模量的因素，如晶粒大小、材料的组成等。

4. 实验误差与改进： a. 分析实验中可能存在的误差来源，如试样的准备不均匀、仪器的精确度等。 b. 提出改进措施，如使用更精确的测量仪器、增加重复实验次数等。结论：通过测量金属和塑料试样的应力-应变关系曲线，我们成功计算出了它们的杨氏模量。实验结果表明，金属试样的杨氏模量较大，表明其具有较高的刚度和弹性；而塑料试样的杨氏模量较小，表明其相对柔软。这与我们对金属和塑料材料的认知相符。同时，我们也意识到实验中存在的误差和不确定性，需要进一步改进实验方法和测量精度。总结：通过本次实验，我们深入了解了杨氏模量的测量方法和意义，以及材料的弹性特性。这对于材料科学和工程领域的研究和应用具有重要意义。我们也认识到实验中存在的限制和挑战，需要不断改进实验方法和提高测量精度。希望通过今后的学习和实践，能够更好地探索材料的性质和应用。

杨氏模量测量实验报告

杨氏模量测量实验报告杨氏模量测量实验报告引言：杨氏模量是材料力学中的重要参数，用于描述材料在受力时的弹性性质。本实验旨在通过测量材料的应力-应变关系，来确定杨氏模量。实验中采用了悬臂梁法进行测量，通过对不同材料进行实验，比较其杨氏模量的差异。实验装置：实验装置主要包括悬臂梁、负荷传感器、应变计和数据采集系统。悬臂梁是一根固定在一端的长条材料，通过在悬臂梁上施加力，可以使其发生弯曲。负荷传感器用于测量施加在悬臂梁上的力，应变计用于测量悬臂梁上的应变。数据采集系统用于记录和分析实验数据。实验步骤： 1. 准备工作：根据实验要求选择不同材料的悬臂梁，并在其上安装负荷传感器和应变计。 2. 施加力：通过调整实验装置，使得悬臂梁处于平衡状态。然后逐渐施加力，记录不同力下的应变值。 3. 数据采集：使用数据采集系统记录实验数据，并进行实时监测和保存。 4. 数据分析：根据实验数据绘制应力-应变曲线，并通过线性回归分析得到杨氏模量的数值。 5. 结果比较：将不同材料的杨氏模量进行比较，并分析其差异原因。实验结果与分析：经过实验测量和数据分析，我们得到了不同材料的杨氏模量数值。结果显示，

不同材料的杨氏模量存在较大差异。这是由于材料的组成、结构和制备工艺等因素所致。进一步分析发现，金属材料的杨氏模量通常较高，这是因为金属材料具有较高的强度和韧性，能够承受较大的应力而不发生破坏。相比之下，塑料和橡胶等非金属材料的杨氏模量较低，这是由于其分子结构较为松散，容易发生形变和断裂。此外，实验还发现，不同材料的杨氏模量还与温度、湿度等环境因素有关。在高温和潮湿的环境下，材料的杨氏模量往往会发生变化，这是由于材料内部结构的变化导致的。结论：通过本实验的测量和分析，我们得到了不同材料的杨氏模量数值，并比较了其差异。实验结果表明，材料的组成、结构和环境因素等都会对杨氏模量产生影响。因此，在工程设计和材料选择中，需要充分考虑材料的杨氏模量特性，以确保材料在受力时具备足够的弹性和稳定性。实验的局限性：本实验只针对了几种常见材料进行了测量，对于其他材料的杨氏模量特性尚未进行深入研究。此外，实验中的测量误差和仪器精度也会对结果产生一定影响。因此，在进一步研究和应用中，需要考虑这些局限性，并进行更加全面和精确的测量。参考文献： [1] 李明. 杨氏模量测量方法及其应用研究[J]. 实验技术与管理, 2018, 35(4): 99-102.

杨氏模量测定实验报告

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。 3. 实验中未考虑温度对金属样品的影响，而温度变化可能会导致材料的弹性模量发生变化。可以在实验中控制温度或者进行温度校正来提高实验结果的准确性。

杨氏模量实验报告

杨氏模量实验报告引言: 杨氏模量作为一个重要的物理量，在材料力学研究与工程应用中具有重要意义。本实验旨在通过实验测量的方式，确定不同材料的杨氏模量，并深入探讨其影响因素及应用。实验目的: 1. 通过测量杆材在不同受力状态下的变形，确定其弹性恢复特性。 2. 利用悬臂梁法测量材料的杨氏模量。 3. 探究不同因素如温度、应力等对杨氏模量的影响。实验装置和方法: 实验使用了杆材、千分尺、电子天平、测力计等装置。首先，选择合适的杆材，并切割成合适的尺寸。然后，将杆材固定在实验台上，使其一端自由悬空。接下来，对杆材施加不同的作用力，并测量杆材的变形量。最后，利用悬臂梁法计算杆材的杨氏模量。实验结果与分析:

通过一系列实验测量，我们得到了不同材料的杨氏模量。结果显示，不同材料具有不同的杨氏模量，这与其化学成分、结构特征等密切相关。此外，我们还发现，随着施加的应力增加，杆材的变形量也随之增加，这符合杨氏模量的定义以及材料力学的基本原理。在进一步分析中，我们探讨了不同因素对杨氏模量的影响。首先是温度的影响。实验结果表明，随着温度的升高，材料的杨氏模量会发生变化。这是因为随着温度增加，材料内部原子的热振动增强，原子间的相互作用力减弱，从而导致弹性恢复特性的变化。其次是应力的影响。实验中我们通过改变施加的应力水平来研究其对杨氏模量的影响。结果表明，应力增加会导致杨氏模量的增加，这是因为应力增加会使材料内部的原子结构发生变化，从而增强了材料的刚性。结论: 本实验通过测量材料的变形，利用悬臂梁法计算得到了不同材料的杨氏模量，并探究了温度和应力对其影响。结果表明杨氏模

杨氏模量实验报告

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CN人才公文网我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3

3、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。初始时，平面镜处于垂直状态。标尺通过平面镜反射后，在望远镜中呈像。则望远镜可以通过平面镜观察到标尺的像。望远镜中十字线处在标尺上刻度为。当钢丝下降DL时，平面镜将转动q角。则望远镜中标尺的像也发生移动，十字线降落在标尺的刻度为处。由于平面镜转动q角，进入望远

大学物理实验报告-杨氏模量的测量

得分教师签名批改日期深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验（一）实验名称：实验杨氏模量的测量学院：物理科学与技术学院专业：物理学（师范）课程编号：2118008004 组号：16 指导教师：报告人：学号：实验地点科技楼904 实验时间：20 年05 月23 日星期一实验报告提交时间：20 年05 月30 日

1、实验目的 _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 2、实验原理 _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________