劈尖干涉法測細絲直徑.doc

精品文檔細絲直徑的測量 摘要：根據(jù)等厚干涉原理，利用劈尖干涉，成功測量除了頭發(fā)絲的直徑。發(fā)絲的直徑，我們對它的估值約為0.06mm，對于這么小的細絲的直徑，我們用卡尺或千分尺測量，最小分度頂多也就0.01mm，這樣一來，測量的值誤差較大，利用劈尖等厚干涉法，根據(jù)兩相鄰干涉暗紋厚度差l/2，l的大小為0.0005893mm。顯然測量的結果誤差較小。關鍵詞：干涉 劈尖 細絲直徑引言：根據(jù)薄膜干涉原理，用兩個很平的玻璃板間產(chǎn)生一個很小的角度，就構成一個楔形空氣薄膜，用已知波長的單色光入射產(chǎn)生的干涉條紋，可以測量頭發(fā)絲的直徑。 1.實驗原理當兩片很平的玻璃疊合在一起，并在其一端墊入細絲時，兩玻璃片之間就形成一空氣薄層（空氣劈）。在單色光束垂直照射下，經(jīng)劈上、下表面反射后兩束反射光是相干的，干涉條紋將是間隔相等且平行于二玻璃交線的明暗交替的條紋。明紋暗紋相鄰兩暗紋（或明紋）對應的空氣厚度則細絲直徑D為 N為干涉條紋總條紋L為劈尖的長度用游標卡尺測S為相鄰兩暗條紋的間距，用讀書顯微鏡測量（5次測量） 為鈉光波長， = 已知入射光波長，測出和,就可計算出細絲（或薄片）的直徑。2.實驗方法： 實驗儀器：鈉光燈 讀數(shù)顯微鏡 劈尖裝置 1、將細絲（或薄片）夾在劈尖兩玻璃板的一端，另一端直接接觸，形成空氣劈尖。然后置于移測顯微鏡的載物平臺上。 2、開啟鈉光燈，調節(jié)半反射鏡使鈉黃光充滿整個視場。此時顯微鏡中的視場由暗變亮。調節(jié)顯微鏡目鏡焦距及叉絲方位和劈尖放置的方位。調顯微鏡物鏡焦距看清干涉條紋，并使顯微鏡同移動方向與干涉條紋相垂直。3、用顯微鏡測讀出叉絲越過條暗條紋時的距離l,可得到單位長度的條紋數(shù)。再測出兩塊玻璃接觸處到細絲處的長度L.重復測量五次，根據(jù)式計算細絲直徑D平均值和不確定度。 3 實驗數(shù)據(jù)處理：實驗測量數(shù)據(jù) 單位（mm） S110.505S611.3300.165S210.674S711.5090.167S310.837S811.6820.169S411.006S911.8420.167S511.176S1012.0180.168L=42.36mmmm最后的結果為： 結束語：經(jīng)上網(wǎng)查證，人頭發(fā)絲一般是0.05-0.07mm之間，與實驗數(shù)據(jù)相差不大，說明本次試驗比較成功。實驗中可能會存在誤差，測量誤差，讀數(shù)誤差。偶然誤差等等。排除這些誤差，實驗相對會可以精確。4.結論：根據(jù)薄膜干涉原理，利用劈尖干涉可以測量細絲的直徑。而且精確度較高，一般可以用來測量毫米級別以下的細絲直徑。本次試驗設計比較簡易，存在較大誤差。應該多測量幾次減小誤差，而且頭發(fā)絲各部分直徑不同，最好能測量多個位置。個人自己的頭發(fā)也有差異，所以實驗太過簡單，沒有深入研究。做這個實驗最大的心得體會就是一定要細心加耐心，第一次把頭發(fā)絲夾在劈尖上放到顯微鏡上觀察時，找不到干涉條文，經(jīng)過多番調整顯微鏡和劈尖后才看到干涉條紋，觀察多次后，眼睛卻開始難受。做這個實驗一定要按步驟,每一步都要仔細，哪一步出錯就會使得實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大的誤差，所以一定要細心。光學實驗對眼睛要求很高，要一直盯著顯微鏡看，很快就會有累的感覺，所以一定要很有耐心。根據(jù)薄膜干涉的道理，劈尖干涉也可以測定平面的平直度測定的精度很高，甚至幾分之一波長那么小的隆起或下陷都可以從條紋的彎曲上檢測出來。說明此實驗也可以通過測量高精度儀器的平面的平直度。附參考文獻1高 鵬，物理設計性試驗研究J.中國電力教育，20062姜 華，一種測量金屬細絲直徑的新方法J