３）光槓杆
光槓杆是用放大的方法來測量微小長度（或長度改變量）的一種裝置，由平面鏡ｍ、水平放置的望遠鏡ｔ和豎直標尺ｓ組成（圖５—１）。平面鏡ｍ豎立在乙個小三足支架上，ｏ、ｏ′是其前足，ｋ是其後足。ｋ至ｏｏ′連線的垂直距離為ｂ（相當於槓桿的短臂），兩前足放在楊氏模量儀的平台ｃ的溝槽內，後足尖置於待測鋼絲下卡頭的上端面上。
當待測鋼絲受力作用而伸長δｌ時，後足尖ｋ就隨之下降δｌ，從而平面鏡ｍ也隨之傾斜乙個α角。在與平面鏡ｍ相距ｄ處（約１～２ｍ）放置測量望遠鏡ｔ和豎直標尺ｓ。如果望遠鏡水平對準豎直的平面鏡，並能在望遠鏡中看到平面鏡反射的標尺像，那麼從望遠鏡的十字準線上可讀出鋼絲伸長前後標尺的讀數n0和n1。
這樣就把微小的長度改變量δｌ放大成相當可觀的變化量δｎ＝n1－n0。從圖５—２所示幾何關係看，平面鏡傾斜α角後，鏡面法線ｏｂ也隨之轉動α角，反射線將轉動２α角，有
在α很小的條件下
於是得光槓杆放大倍數
（５—２）
在本實驗中，ｄ為１ｍ～２ｍ，ｂ約為７ｃｍ，放大倍數可達３０～６０倍。光槓杆可以做得很精細，很靈敏，還可以採用多次反射光路，常在精密儀器中應用。
圖５—２ 光槓桿原理
４）靜態拉伸法測金屬絲楊氏模量的實驗公式
由式（５—２）可得鋼絲的伸長量
（５—３）
將式（５—３）以及拉力ｆ＝ｍｇ（ｍ為砝碼質量），鋼絲的截面積ｓ＝１／４πd2（ｄ為鋼絲直徑）代入式（５—１），於是得測量楊氏模量的實驗公式
（５—４）
【實驗內容】
（１）檢查鋼絲是否被上下卡頭夾緊，然後在圓柱形卡頭下面掛鉤上掛上砝碼盤，將鋼絲預緊。
（２）用水準器調節平台ｃ水平，並觀察鋼絲下卡頭在平台ｃ的通孔中的縫隙，使之達到均勻，以不發生摩擦為準。
（３）將光槓杆平面鏡放置在平台上，並使前足ｏｏ′落在平台溝槽內，後足尖ｋ壓在圓柱形卡頭上端面上。同時調節光槓杆平面鏡ｍ處於鉛直位置。
（４）將望遠鏡一標尺支架移到光槓杆平面鏡前，使望遠鏡光軸與平面鏡同高，然後移置離平面鏡約１ｍ處。調節支架底腳螺絲，使標尺鉛直並調節望遠鏡方位，使鏡筒水平對準平面鏡ｍ。
（５）先用肉眼從望遠鏡外沿鏡筒方向看平面鏡ｍ中有沒有標尺的反射像，必要時可稍稍左右移動支架，直至在鏡筒外沿上方看到標尺的反射像。
（６）調節望遠鏡目鏡，使叉絲像清晰，再調節物鏡，使標尺成像清晰並消除與叉絲像的視差，如此時的標尺讀數與望遠鏡所在水平面的標尺位置n0相差較大，需略微轉動平面鏡ｍ的傾角，使準線對準n0，記下這一讀數。
（７）逐次增加砝碼（每個０.３６ｋｇ），記錄從望遠鏡中觀察到的各相應的標尺讀數ni′（共７個砝碼）。然後再逐次移去所加的砝碼，也記下相應的標尺讀數ni″。
將對應於同一fi值的ni″和ni′求平均，記為ni（加、減砝碼時動作要輕，不要使砝碼盤擺動和上下振動）。
（８）用鋼捲尺測量平面鏡ｍ到標尺ｓ之間的垂直距離ｄ和待測鋼絲的原長ｌ。從平台上取
下平面鏡支架，放在紙上輕輕壓出前後足尖的痕跡，然後用細鉛筆作兩前足點ｏｏ′的連線及ｋ到ｏｏ′邊線的垂線，測出此垂線的長度ｂ。
（９）用螺旋測微器測量鋼絲不同位置的直徑，測６次。
【資料處理】
（１）設計資料**，正確記錄原始測量資料。
（２）用逐差法計算δｎ。
（３）根據實驗情況確定各直接測量量的不確定度。
（４）計算出楊氏模量e，用誤差傳遞關係計算e的不確定度，並正確表達出實驗結果。
（５）用作圖法處理資料：
式（５—４）可改寫成，用座標紙作出ｎ～ｍ關係圖，並從其斜率ｋ中求出e值。
【思考題】
（1）楊氏模量的物理意義是什麼？它的大小反映了材料的什麼性質？若某種鋼材的楊氏模量ｅ＝2.
0×1011nm-2，有人說「這種鋼材每平方公尺截面能承受2.0×1011n拉力」，這樣說對嗎？
（2）在用靜態拉伸法測量楊氏模量的實驗中，由於受力伸長過程緩慢，因而是在等溫條件下進行的。而在動態法（例如音訊振動法）測量時，由於拉伸、恢復、壓縮、再拉伸的過程進行得極快，試樣與周圍環境來不及進行熱交換，所以是在絕熱條件下進行的。一般靜態法比動態法測得的楊氏模量約低２％，你能解釋其原因嗎？
（3）光槓杆的放大倍數取決於２ｄ／ｂ，一般講增加ｄ或減小ｂ可提高光槓杆放大倍數，這樣做有沒有限度？怎樣考慮這個問題？
CCD楊氏模量實驗報告
實驗用ccd測量楊氏彈性模量 材料受外力作用時必然發生形變，其內部脅強 單位面積上受力大小 和脅變 即相對形變 的比值稱為彈性模量，這是衡量材料受力後形變大小的引數之一，是設計各種工程結構時選用材料的主要依據之一。本實驗測量康銅及鋼絲的縱向彈性模量 也稱楊氏模量 實驗中涉及較多長度量的測量，應根據不...
大學物理楊氏模量實驗報告
鋼絲的楊氏模量 預習重點 楊氏模量的定義。利用光槓杆測量微小長度變化的原理和方法。用逐差法和作圖法處理實驗資料的方法。儀器 楊氏模量儀 包括砝碼組 光槓杆及望遠鏡 標尺裝置 螺旋測微器 鋼捲尺。原理 楊氏模量 物體受力產生的形變，去掉外力後能立刻恢復原狀的稱為彈性形變 因受力過大或受力時間過長，去掉...
用拉伸法測鋼絲楊氏模量實驗報告
實驗目的 實驗儀器 楊氏彈性模量測定儀 光槓杆 望遠鏡及直尺 千分尺 游標卡尺 公尺尺 待測鋼絲 砝碼等。實驗原理 1.楊氏彈性模量y是材料在彈性限度內應力與應變的比值，即 楊氏彈性模量反映了材料的剛度，是度量物體在彈性範圍內受力時形變大小的因素之一，是表徵材料機械特性的物理量之一。2.光槓桿原理 ...