引言

在物理学中，材料的力学性质是研究的重要课题之一。杨氏弹性模量作为衡量固体材料抵抗拉伸或压缩变形能力的一个重要参数，在工程设计和材料科学中具有广泛的应用价值。本次实验旨在通过测量金属丝的伸长量来计算其杨氏弹性模量，并深入理解相关理论知识。

实验原理

当外力作用于一根均匀长直杆时，如果应力未超过材料的比例极限，则杆件的纵向应变与所受正应力成正比关系。这一比例系数即为杨氏弹性模量E，其定义式为E=σ/ε（其中σ为正应力，ε为纵向应变）。根据胡克定律，在弹性范围内，材料的形变与其所受的力成线性关系。

实验装置与步骤

本实验采用经典的光杠杆法测定微小长度变化。实验设备包括钢丝、砝码、望远镜及标尺等。首先将钢丝固定好后调整光杠杆至合适位置；然后依次加上不同重量的砝码并记录下每次对应的标尺读数；最后利用公式计算出杨氏弹性模量值。

数据分析

通过对实验数据进行处理得出如下结果：钢丝直径d=0.5mm，原始长度L=2m，横截面积A=π(d/2)^2≈0.785mm²。经过多次测量取平均值得到最终的杨氏弹性模量约为2.0×10^11Pa。

结论

通过本次实验我们不仅掌握了如何准确地测量杨氏弹性模量的方法，同时也加深了对材料力学性能的理解。值得注意的是，在实际应用过程中还需考虑温度等因素对材料特性的影响。此外，由于实验条件存在一定误差来源，因此所得结果可能与理论值存在一定偏差。

参考文献

[1]周培源，《理论力学》，高等教育出版社，2008年版。

[2]王竹溪，《普通物理实验教程》，清华大学出版社，2010年版。

注：以上内容均为虚构示例，请勿用于正式场合引用。