文档介绍：实验 1 拉伸法测量杨氏模量
杨氏弹性模量 (以下简称杨氏模量 )是表征固体材料性质的重要的力学参量，它反映材料
弹性形变的难易程度，在机械设计及材料性能研究中 -1
伸长量一般很小，约 10 mm 数量级，在本实验中用读数显微镜测量（也可利用光杠杆法或
其他方法测量）。为了使测量 L 更准确些，采用测量多个 L 的方法以减少测量的随机误差，
即在金属丝下端每加一个砝码测一次伸长位置，逐个累加砝码，逐次记录长度；通过逐差法
（参考绪论）求出 L 。考虑到读数显微镜物镜的放大倍率为 X 和砝码的重力 F mg ，拉
伸法测量杨氏模量的实验公式为
4mgLX
E 2 (1-3)
d L
3. 测量结果的不确定度估计
根据间接测量量的不确定度合成法则（参考绪论），杨氏模量 E 的相对不确定度计算式
为：
2 2 2 2 2
uE um uL 2ud u L u X
E m L d L X （ 1-4）
4. 对实验条件的分析（实验设计项目）
本实验利用显微镜测微小长度变化，根据（ 1-3）式测量金属丝的杨氏模量 E ，试分析
测量时须满足哪些实验条件？有哪些因素将导致系统误差的产生？请读者根据实验要求，理
论联系实际地讨论提高测量结果 E 的精确度的方法和途径。
【仪器介绍】
1. 杨氏模量测量仪
杨氏模量测量仪的基本结构如图 1-1 所示。主要包括以下两部分：
金属丝支架和砝码：杨氏模量仪的底座是一个水平底座，四个角下都有螺旋底脚 12，
用于调节底座水平。在两根立柱之间有上下两个横梁。待测金属丝（长