6钢丝测杨氏模量1
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2022-08-03
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本实验室含“质量和密度的测量”及“杨氏模量测量”两个实验，
实验要求是“质量和密度测量”实验要求记录数据并计算数据，不写
报告；“杨氏模量测量”实验要求写一份完整报告(含实验名称，目的，
仪器，数据处理（作图法及最小二乘法)）。
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实验 3 用拉伸法测量钢丝的杨氏模量
杨氏弹性模量（简称杨氏模量）是表征刚性材料在弹性限度内材料抗压或拉
伸性能的物理量，它仅取决于材料本身的物理性质，与样品的尺寸大小、外形和
外加力的大小无关。杨氏模量的大小标志了材料的刚性程度，杨氏模量越大，则
越不容易发生形变，它是工程技术中常用的重要力学参数。
待研究问题
在材料弹性限度内，应力
/FS
（即法向力与力所作用的面积之比）和应变
/LL
(即长度的变化与原来的长度)之比是一个常数，即
( / )/ ( / ) /E F S L L FL S L
（1）
式中
E
称为材料的杨氏模量，本实验研究如何用拉伸法测量钢丝的杨氏模量。
实验原理
根据式（1）可以计算出材料的杨氏模量
E
。因为刚性材料在外力拉伸下一
般伸长量△
L
很小，所以采用光学放大法，将其放大，本实验采用光杠杆放大法
测量△
L
。
光杠杆放大原理如图 3-1 所示，它是一个带有可旋转平面镜的支架，平面镜
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