南 昌 大 学 物 理 实 验 报 告课程名称：大学物理实验实验名称：金属丝杨氏模量的测定学院：食品学院专业班级： 食品科学与工程 152 班学生姓名：彭超学号： 5603115045 实验地点： 基础实验大楼 B106 座位号：实验时间：第四周星期二下午十六点开始一、实验目的： 1. 学会测量杨氏模量的一种方法，掌握“光杠杆镜”测量微小长度变化的原理 2.学会用“对称测量”消除系统误差 3.学习如何依实际情况对各个测量进行误差估算 4.练习用逐差法、作图法处理数据二、实验原理：在外力作用下，固体材料所发生的形状变化称之为形变。形变分为弹性形变和范性形变。如果加在物体上的外力停止作用后，物体能完全恢复原状的形变称之为弹性形变；如果加在物体上的外力停止作用后，物体不能完全恢复原状的形变称之为范性形变。在许多种不同的形变中，伸长（或缩短）形变是最简单、最普遍的形变之一。本实验是针对连续、均匀、各向同性的材料做成的丝，进行拉伸试验。设细丝的原长为L，横截面积为S，两端受拉力 ( 或压力) F 后，物体伸长 ( 或缩短 )L 。而单位长度的伸长量LL 称为应变，单位横截面积所承受的力SF 称为应力。根据胡克定律，在弹性限度内，应力与应变成正比关系，即0LLESF式中比例系数 E 称为杨氏弹性模量，简称杨氏模量。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，而只决定于物体的材料。杨氏模量是表征固体材料性质的一个重要物理量，是选定机械构件材料的依据之一。由上式得LSFLE0在国际单位制 (SI) 中， E的单位为2-mN实验证明，杨氏模量与外力 F、物体长度 L 和横截面积 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2d41SLFLE2d4而L 是一个微小长度变化（在此实验中，当 L≈１ｍ时， F 每变化１ｋ g 相应的L 约为 0.3 ｍｍ）。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L 的间接测量。上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， D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0L 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1n ；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...
