金属丝杨氏模量的测定实验报告
【实验目的】
学会用拉伸法测量杨氏模量；
掌握光杠杆法测量微小伸长量的原理；
学会用逐差法处理实验数据；
学会不确定度的计算方法，结果的正确表达；【实验仪器】
YWC-1 杨氏弹性模量测量仪（包括望远镜、测量架、光杠杆、标尺、砝码）钢卷尺（ 0-200cm , ）、游标卡尺 (0-150mm, 、螺旋测微器 (0-150mm,
【实验原理】
在外力作用下，固体所发生的形状变化成为形变。它可分为弹性形变和塑性形变两种。
本实验中，只研究金属丝弹性形变，为此，应当控制外力的大小，以保证外力去掉后，物体能恢复原状。
最简单的形变是金属丝受到外力后的伸长和缩短。金属丝长 L ，截面积为
S ，沿长度
方向施力
F
后，物体的伸长
L ，则在金属丝的弹性限度内，有：
F
E
S
L
L
我们把 E 称为杨氏弹性模量。
如上图：
L
tg
x
x
L
n
（ n
n2 n0 ）
n
2D
2
D
F
F
1 d 2
8FLD
E
S
4
L
x
d 2 x n
n
2D L
真实测量时放大倍数为 4 倍，即 E=2E
【实验内容】
<一 > 仪器调整
1、杨氏弹性模量测定仪底座调节水平；
2、平面镜镜面放置与测定仪平面垂直；
3、将望远镜放置在平面镜正前方左右位置上；
4、粗调望远镜：将镜面中心、标尺零点、望远镜调节等高 , 望远镜的缺口、准星对
准平面镜中心，并能在望远镜外看到尺子的像；
5、调节物镜焦距能看到尺子清晰的像，调节目镜焦距能清晰的看到叉丝；
6、调节叉丝在标尺
2cm 以内，并使得视差不超过半格。
<二 >测量
1、 记下无挂物时刻度尺的读数
n0；
2、依次挂上 100g
的砝码， 8 次，计下 n1, n2 , n3 , n4
, n5 , n6 , n7；
的砝码， 8 次，计下 n0
‘， n1
' , n2
' , n3
' ,n4
' ,n5
'
'；
3、依次取下 100g
, n6 ' ,n7
4、用米尺测量出金属丝的长度
L （两卡口之间的金属丝） 、镜面到尺子的距离
D；
5、用游标卡尺测量出光杠杆
x 、用螺旋测微器测量出金属丝直径
d 。
<三 >数据处理方法——逐差法
实验测量时，多次测量的算术平均值最接近于真值。但是简单的求一下平均还是不能达到最好的效果，我们多采用逐差法来处理这些数据。
逐差法采用隔项逐差：
n
(n4 n0 ) (n5
n1 ) (n6 n2 ) ( n7 n3 )
4
3. 注：上式中的
n 为增重 400g
的金属丝的伸长量。
【实验数据记录处理】
【结果及误差分析】
光杠杆、望远镜和标尺所构成的光学系统一经调节好后，在实验过程中就不可在移动，否则，所测的数据将不标准，实验又要重新开始；
不准用手触摸目镜、物镜、平面反射镜等光学镜表面，更不准用手、布块或任意纸片擦拭镜面；
实验测数据前没有事先放上去一个2kg 砝码，将金属丝拉直， 作为一个基准点；
用游标卡尺在纸上测量 x 值和螺旋测微器测量读数时易产生误差；
测量金属丝长度时没有找准卡口；
6. 米尺使用时常常没有拉直，且应该注意水平测量 D，铅垂测量 L；
在加减砝码是应该注意轻放，避免摇晃。附：真实数据图
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