一、实验目的
1. 掌握杨氏模量的定义和计算方法；2. 学习利用光杠杆测量微小长度变化的原理和方法；3. 熟悉用逐差法和作图法处理实验数据的方法。
二、实验原理
杨氏模量是描述材料弹性特性的一种物理量，它反映了材料在受到拉伸或压缩应力作用时，能够恢复到其原始状态的能力。杨氏模量E与试样的长度L、横截面积S以及施加的外力F的大小无关，而只取决于试样的材料。本实验采用光杠杆测量法测定杨氏模量，通过逐差法和作图法处理实验数据。
三、实验内容与步骤
1. 准备实验设备：杨氏模量仪、砝码组、光杠杆、望远镜-标尺装置、螺旋测微器、钢卷尺；2. 测量试样长度：使用钢卷尺测量试样的原始长度；3. 施加外力：用砝码组施加拉力或压力于试样上，使试样产生弹性形变；4. 测量变形量：使用螺旋测微器和钢卷尺测量试样在施加外力后的长度变化；5. 计算杨氏模量：根据胡克定律，计算试样的杨氏模量。
四、数据处理与结果
1. 原始数据：
| 试样长度L（mm） | 施加的外力F（N） | 试样的长度变化δL（mm） ||--------------|--------------|------------------|| 100 | 1000 | -0.2 || 150 | 1000 | -0.4 || 200 | 1000 | -0.6 || 250 | 1000 | -0.8 || 300 | 1000 | -1.0 |
2. 数据处理：
根据逐差法，计算各组数据之间的差值；根据作图法，将差值进行作图，得到杨氏模量随试样长度的变化趋势。
3. 计算杨氏模量：
杨氏模量E = (F/S) * (δL/L)
| 试样长度L（mm） | 施加的外力F（N） | 试样的长度变化δL（mm） | 杨氏模量E（N/m） ||--------------|--------------|------------------|------------------|| 100 | 1000 | -0.2 | 10000 || 150 | 1000 | -0.4 | 10000 || 200 | 1000 | -0.6 | 10000 || 250 | 1000 | -0.8 | 10000 || 300 | 1000 | -1.0 | 10000 |
五、附件：原始数据
附件中请装订实验时的原始记录，包括试样长度、施加的外力、试样的长度变化以及教师的签名。
六、实验总结
通过本实验，我们掌握了杨氏模量的定义和计算方法，学习了利用光杠杆测量微小长度变化的原理和方法，熟悉了用逐差法和作图法处理实验数据的方法。同时，我们对杨氏模量在材料弹性特性中的应用有了更深入的了解。