金属得杨氏模量得测量当固体受外力作用时,它得体积与形状将要发生变化,这种变化,称为形变。当外力不太大时,物体得形变与外力成正比,且外力停止作用物体立即恢复原来得形状与体积,这种形变称为弹性形变。当外力较大时,物体得形变与外力不成比例,且外力停止作用,物体形变不能恢复原来得形状与体积,这种形变称为范性形变。范性形变得产生,就是由于物体形变而产生得内应力超过了物体得弹性限度得缘故。假如再继续增大外力,物体内产生得内应力将会超过物体得强度极限时,物体便被破坏了。固体材料得弹性形变可以分为纵向、切变、扭转、弯曲等,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得能力。杨氏模量就是反映材料形变与内应力关系得一个重要得物理量。杨氏模量越大,越不易发生形变。杨氏模量一般只与材料得性质与温度有关,与其几何形状无关。材料杨氏模量测量方法很多,有静态法与动态法。对于静态法来说,又可分为拉伸法与弯曲法。Ⅰ、 拉伸法测定钢丝得杨氏弹性模量【实验目得】 1、 学会用拉伸法测定钢丝得杨氏弹性模量。 2、 掌握几种长度测量工具得使用方法及其不确定度得分析与计算。 3、 进一步掌握逐差法、作图法与最小二乘法得数据处理方法。。【实验仪器】杨氏模量测量仪、螺旋测微器、钢卷尺、读数显微镜装置等。【实验原理】一、拉伸法测金属丝得杨氏弹性模量 设有一根粗细均匀得金属丝,长度为,截面积为,将其上端紧固,下端悬挂质量为得砝码。当金属丝受外力作用而发生形变时,金属丝受外力作用发生形变而产生得内应力,其应变为,根据虎克定律有:在弹性限度内,物体得应力与产生得应变成正比,即 (Ⅰ、1)式中为比例恒量,将上式改写为 (Ⅰ、2)其中为该材料得杨氏弹性模量(又称杨氏模量),在数值上等于产生单位应变得应力。实验证明,杨氏模量与外力、金属丝得长度、横截面积得大小无关,它只与制成金属丝得材料有关。若金属丝得直径为,则,将其代入(Ⅰ、2)式中可得 (Ⅰ、3)(Ⅰ、3)式表明,在长度、直径与所加外力相同得情况下,杨氏模量大得金属丝伸长量较小,杨氏模量小得金属丝伸长量较大。因此,杨氏模量反映了材料抵抗外力引起得拉伸(或压缩)形变得能力。实验中,测量出、、与值就可以计算出金属丝得杨氏模量。其中、、都可用一般方法测得,唯有就是一个微小得变化量,约数量级,用普通量具如钢尺或游标卡尺就是难以测准得。因此,实验得核心问题就是对微小变化量得测量。在本实验中用读数显微镜测量(也可利用光杠杆法或其她方法测量)...
