大学物理仿真实验实验报告姓名: 班级：学号： 2025 年 12 月 10 日实验名称：钢丝得杨氏模量测量实验原理任何物体（或材料)在外力作用下都会发生形变。当形变不超过某一限度时,撤走外力则形变随之消逝,为一可逆过程,这种形变称为弹性形变，这一极限称为弹性极限.超过弹性极限,就会产生永久形变(亦称塑性形变）,即撤去外力后形变仍然存在，为不可逆过程。当外力进一步增大到某一点时，会突然发生很大得形变，该点称为屈服点，在达到屈服点后不久,材料可能发生断裂，在断裂点被拉断。人们在讨论材料得弹性性质时，希望有这样一些物理量,它们与试样得尺寸、形状与外加得力无关。于就是提出了应力 F/S（即力与力所作用得面积之比)与应变 Δ Ｌ/Ｌ(即长度或尺寸得变化与原来得长度或尺寸之比）之比得概念.在胡克定律成立得范围内，应力与应变之比就是一个常数,即 （1）E 被称为材料得杨氏模量，它就是表征材料性质得一个物理量，仅与材料得结构、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得力大，该材料得杨氏模量也就大.杨氏模量得大小标志了材料得刚性。通过式（１），在样品截面积 S 上得作用应力为 F,测量引起得相对伸长量ΔL／L，即可计算出材料得杨氏模量Ｅ。因一般伸长量 ΔL 很小，故常采纳光学放大法，将其放大，如用光杠杆测量 Δ Ｌ。光杠杆就是一个带有可旋转得平面镜得支架，平面镜得镜面与三个足尖决定得平面垂直，其后足即杠杆得支脚与被测物接触，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，而入射到望远镜得光线转过 2θ 角，如图２所示。当 θ很小时， （2）式中 l 为支脚尖到刀口得垂直距离(也叫光杠杆得臂长）.根据光得反射定律,反射角与入射角相等,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为镜面到标尺得距离,b 为从望远镜中观察到得标尺移动得距离。从（2）与（3）两式得到 ﻩ)4）由此得 ﻩ)5(合并(１)与（4)两式得 （6）式中 2 Ｄ/ｌ叫做光杠杆得放大倍数.只要测量出Ｌ、D、l 与ｄ( )及一系列得Ｆ与 b 之后,就可以由式（5）确定金属丝得杨氏模量Ｅ、实验内容杨氏模量得测量仪包括光杠杆、砝码、望远镜与标尺。实验前，先要熟悉实验用得仪器，了解仪器得构造，仪器上各个部件得用途与调节方法，以及实验中要注意得问题，这样就能熟练地操作仪器，顺利地进行实验.杨氏模量测量仪实验装置如图 1 所示...
