杨氏模量实验报告：光杠杆法测量金属材料的弹性模量

杨氏模量实验报告：光杠杆法测量金属材料的弹性模量

杨氏模量是材料科学中的一个重要参数，反映了材料的弹性性质。本文将详细介绍如何通过实验方法测量金属材料的杨氏模量，重点介绍光杠杆法在测量微小长度变化中的应用。

实验目的

1. 用伸长法测定金属丝的杨氏模量
2. 学习光杠杆原理并掌握使用方法
3. 掌握用逐差法和作图法处理实验数据

实验原理

物体在外力作用下或多或少都要发生形变，当形变不超过某一限度时，撤走外力之后形变能随之消失，这种形变叫弹性形变。杨氏模量是描述材料形变与应力关系的重要特征量，是工程技术中常用的一个参数。

实验仪器

• MYC-1型金属丝杨氏模量测定仪
• 光杠杆
• 望远镜
• 标尺
• 水准器
• 钢卷尺
• 螺旋测微器

实验步骤

1. 安装实验装置：将金属丝固定在实验台上，调整光杠杆和望远镜的位置，使光杠杆镜面反射的标尺像清晰地显示在望远镜中。
2. 测量初始位置：记录光杠杆镜面反射的标尺像的初始位置。
3. 加载砝码：逐个增加砝码，每次增加后等待系统稳定，记录望远镜中标尺像的位置。
4. 数据记录：记录每次加载砝码后的标尺读数。

数据处理

1. 计算伸长量：根据光杠杆放大原理计算金属丝的伸长量。
2. 计算杨氏模量：利用胡克定律和杨氏模量的定义式计算杨氏模量。

实验注意事项

1. 实验过程中要保持环境稳定，避免振动影响测量精度。
2. 加载砝码时要轻拿轻放，避免冲击。
3. 测量数据时要仔细观察，确保读数准确。

实验结论

通过本实验，可以准确测量金属材料的杨氏模量，掌握光杠杆法测量微小长度变化的原理和方法，学会用逐差法和作图法处理实验数据。