引言

　　杨氏模量又称弹性系数，是弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质，是衡量物体变形难易程度的量，用E表示。定义为理想材料在小形变时应力与相应的应变之比。E以单位面积上承受的力表示。在比例极限内，应力与材料相应的应变之比。根据不同的受力情况，分别有相应的拉伸弹性模量（杨氏模量）、剪切弹性模量（刚性模量）、体积弹性模量等。它是一个材料常数，表征材料抵抗弹性变形的能力，其数值大小反映该材料弹性变形的难易程度，也就是说其数值大小是反映材料抵抗形变的能力，因此是生产，科研中选用合适材料的一个重要依据，所以研究物质的杨氏模量在实际生活中具有重要价值。

　　本论文主要讨论的是用拉伸法测定一种钢丝的杨氏模量， 是对试样直接加力下的形变来测量试样的杨氏模量的。在实验中 ，通过砝码的增减来改变对试样施加的拉力。在增加和减去砝码的过程中 ，砝码数相同时对应的标尺读数往往是不一致的 ，在尽量消除和减小各方面的影响后 ，仍存在有规律的偏差.从原理上说 ，只要所加负载是一样的 ，测得的微小变化值应该是一致的，但是测量的结果却存在偏差。本文就如何提高杨氏模量的测量精度，为什么会出现这种偏差进行了分析。该实验原理直观、设备简单 ，测量方法、仪器调整、数据处理等方面都具有代表性。

　　1.测量原理

　　杨氏模量原理

　　对于一根长为L，横截面积为S的钢丝，在外力F的作用下伸长了△ L，则由胡克定律：应力α=FS 与应变β=△LL 成正比

　　可得FS=E△ LL （11-1）

　　式中E为杨氏模量。设钢丝的直径为d，则S =d2/4，将其代入式（1）并整理可得

　　E=4FLπd2△ L（11-2）

　　实验中，我们测出拉力F，钢丝长L、直径d和微小伸长量 L，即可代入式（11-2）求得杨氏模量E。因为 L不易测量，所以测量杨氏模量的装置都是围绕如何测量微小伸长量而设计的。本实验利用光杠杆装置去测量微小伸长量，拉力F用逐次增加砝码的方式读出，钢丝长L用钢卷尺测出，直径d用螺旋测微计测出。

　　2.仪器装置

　　光杠杆法测量杨氏模量的仪器装置由支架E，待测钢丝L，固定平台B，带有平面发射镜M的光杠杆，望远镜R和标尺S构成，如图1所示。钢丝L的上端固定于支架上的A点，下端夹在圆柱体C下面的螺旋夹上。圆柱体C随着钢丝的伸长或缩短可在固定平台B中间的孔中上下自由移动。在砝码重力F的作用下，钢丝伸长 L，圆柱体也随之下降 L。

　　1-金属丝 2-光杠杆 3-平台 4-挂钩 5-砝码 6-三角底座 7-标尺 8-望远镜

　　图1 杨氏模量仪器示意图

期刊库（http://www.zgqkk.com），是一个专门从事期刊推广、投稿辅导的网站。
　　本站提供如何投稿辅导，寻求投稿辅导合作，快速投稿辅导，投稿辅导格式指导等解决方案：省级投稿辅导/国家级投稿辅导/核心期刊投稿辅导//职称投稿辅导。

　　【免责声明】本文仅代表作者本人观点，与投稿辅导_期刊发表_中国期刊库专业期刊网站无关。投稿辅导_期刊发表_中国期刊库专业期刊网站站对文中陈述、观点判断保持中立，不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考，并请自行承担全部责任。