在材料科学与工程领域，杨氏模量是一个非常重要的物理量，它用于衡量材料在受力时抵抗拉伸或压缩的能力。杨氏模量也被称为弹性模量，是描述固体材料刚度的关键参数之一。该概念最早由英国科学家托马斯·杨（Thomas Young）在19世纪初提出，因此得名“杨氏模量”。

杨氏模量的定义是：在弹性范围内，材料所受的应力与应变之比。数学表达式为：

$$ E = \frac{\sigma}{\varepsilon} $$

其中，$ E $ 表示杨氏模量，$ \sigma $ 是应力（单位面积上的力），$ \varepsilon $ 是应变（形变与原始尺寸的比值）。其单位通常是帕斯卡（Pa），在实际应用中常用吉帕斯卡（GPa）表示。

不同材料的杨氏模量差异很大。例如，金属如钢的杨氏模量约为200 GPa，而橡胶则只有约0.01 GPa。这说明钢材在受力时不容易变形，而橡胶则具有很高的弹性，容易被拉伸或压缩。

杨氏模量不仅在理论研究中具有重要意义，在实际工程中也有广泛应用。比如在建筑设计中，选择合适的建筑材料需要考虑其杨氏模量，以确保结构的稳定性和安全性；在机械制造中，材料的选择直接影响设备的耐用性与性能；在生物医学领域，人工骨骼和植入物的设计也需要参考材料的杨氏模量，以模拟人体组织的力学特性。

测量杨氏模量的方法有多种，常见的包括拉伸试验、弯曲试验和共振法等。通过实验测定材料在受力后的形变量，结合已知的外力大小，可以计算出相应的杨氏模量值。这些数据对于材料性能评估和产品设计至关重要。

总之，杨氏模量作为材料力学中的一个基础概念，贯穿于多个学科和工程实践中。理解并掌握这一概念，有助于更好地认识材料的行为特征，从而推动科学技术的发展与创新。