什么是杨氏模量？(young's modulus?)
杨氏模量是衡量压缩一种材料的难度，如钢。它测量压力，通常以帕斯卡（Pa）为单位进行计算。物理学家最常使用它来确定应变，这是一种测量材料对压力的反应，如被挤压或拉伸的反应。
原子间力或将材料固定在一起的力量与对这种测量的理解密切相关。固体中的原子相互之间既产生排斥力，即负作用力，也产生吸引力，即正作用力。原子产生的力只有在它们完全分开时才能达到平衡。例如，如果原子被推得太近，或者它们被分开得太远，原子将不再处于完全平衡状态。一旦它们不再处于平衡状态，它们将反对施加给它们的作用。
原子间力越硬，杨氏模量值就越大，材料就越能对抗作用。例如，如果原子间力是刚性的，那么这个测量值就会很大，材料在受到挤压时就不会收缩那么多。
当研究钢铁的物理学时，科学家必须首先记住，钢铁主要是由铁原子构成的。因此，钢的杨氏模量与铁的杨氏模量大致相同。由于铁的杨氏模量是195,000,000,000 Pa或195千兆帕（GPa），它被认为是非常大的，非常难以压缩。
了解钢铁极难压缩在日常生活中是很重要的。例如，它可以被用来建造建筑物，而不会被压缩，破坏建筑结构的完整性。一个宽度、高度和深度都只有1米（3.28英尺）的钢立方体，在支撑一辆校车的重量时，只会压缩大约1微米，因为它能承受的压力很大。相比之下，一个由相同尺寸的铅制成的立方体，其杨氏模量值较低。铅的立方体比钢的立方体的压缩量大14倍。
杨氏模量也可用于计算张力，其中原子被拉开而不是挤压在一起。在这些情况下，应变是负的，因为原子被拉伸而不是被压缩。应该理解的主要概念是，在任何一种情况下，被测量的都是原子之间力量的刚度--无论它们是被压缩还是被拉伸。因此，计算出的杨氏模量的压力对于这两种测量方式都不会改变。
- 发表于 2022-02-09 20:41
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- 分类：科学
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