文档介绍：2021年大学物理实验报告实验用拉伸法测杨氏模量
2021年大学物理实验报告实验用拉伸法测杨氏模量
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2021年大学物理实验报告实验用拉伸法测杨氏模量
试验21 用拉伸法测杨氏模量
林一仙
1 试验目
1）掌握拉伸法测定金属杨氏模量方法;
2）学****用光杠杆放大测量微小长度改变量方法;
3）学****用作图法处理数据。
2 试验原理
相关仪器:
杨氏模量仪、光杠杆、尺读望远镜、卡尺、千分尺、砝码。

任何固体在外力使用下都要发生形变, 最简单形变就是物体受外力拉伸（或压缩）时发生伸长（或缩短）形变。本试验研究是棒状物体弹性形变中伸长形变。
设金属丝长度为L, 截面积为S, 一端固定,
一端在延长度方向上受力为F, 并伸长△L, 如图
21-1, 比值:
是物体相对伸长, 叫应变。
是物体单位面积上作用力, 叫应力。
依据胡克定律, 在物体弹性程度内, 物体应力与应变成正比, 即
则有
（1）
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（1）式中百分比系数Y称为杨氏弹性模量（简称杨氏模量）。
试验证实: 杨氏模量Y与外力F、物体长度L以及截面积大小均无关, 而只取决定于物体材料本身性质。它是表征固体性质一个物理量。
依据（1）式, 测出等号右边各量, 杨氏模量便可求得。（1）式中F、 S、 L三个量都可用通常方法测得。唯有是一个微小改变量, 用通常量具难以测准。本试验采取光杠杆法进行间接测量(具体方法如右图所表示)。

如右图所表示,当钢丝长度发生改变时, 光杠杆镜面竖直度肯定要发生改变。那么改变后镜面和改变前镜面肯定成有一个角度差, 用θ来表示这个角度差。从下图我们能够看出:
（2）
这时望远镜中看到刻度为, 而且, 所以就有:
（3）
采取近似法原理不难得出:
（4）这就是光杠杆放大原理了。
将（4）式代入（1）式, 而且S=πd2,即可得下式:

这就是本试验所依据公式。
试验步骤
1）。调整仪器底部三脚螺丝, 使G平台水平。
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2）将光杠杆两前足置于平台槽内, 后足置于C上, 调整镜面与平台垂直。
3）调整标尺与望远镜支架于适宜位置使标尺与望远镜以光杠杆镜面中心为对称, 。
4）用千分尺测量金属丝上、中、下直径, 用卷尺量出金属丝长度L。
5）调整望远镜使其与光杠杆镜面在同一高度, 先在望远镜外面周围找到光杠杆镜面中标尺象