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微小長度的測量1）實驗儀器光杠桿系統(tǒng)由單面反射鏡、光杠桿反射鏡、刻度尺及激光器組成實驗裝置圖激光器 我們選用的激光器是半導(dǎo)體激光器，功耗4mw，波長電量少，效率高，光斑小等，在一定的范圍內(nèi)是能夠滿足我們的實驗要求，而且它要比氦激光器便宜許多，所以選擇半導(dǎo)體激光器。反光鏡平常所使用的平面鏡是是雙面反射的，落在刻度尺上的光斑變得很模糊，這樣我們的測量就不方便了，而且誤差變得非常大,所以選擇比較昂貴的單面反射鏡，它能夠有效的提高我們的測量精度。反射鏡大小數(shù)值方向鏡面長度設(shè)計D=50cm h1豎直（光杠桿豎直方向的尺寸）12D max=18cm,故取h1豎直=18cm ；12cm=8D maxh2豎直（反射鏡豎直方向上的尺寸）18D max=27cm,故取h2豎直=12cm;水平方向鏡面寬度設(shè)計為了控制光反射三次使得水平鏡面偏折a=0.01；H1水平（光桿桿水平方向上的尺寸）12Da=6cm,故取h1豎直=7cm4cm=8Da h2豎直（反射鏡水平的尺寸）18Da=9cm，故取h2豎直=5cm；2）實驗原理將光杠桿反射鏡兩后足尖放在平板的槽中由圖知當光杠桿反射鏡轉(zhuǎn)動很小的角度時，物體厚度滿足：sin=x/d(x為被測長度，d為光杠桿測量支點到兩固定支點連線的垂直距離)此時光線在刻度尺上上下移動的距離如下圖L=22D+42D+6 (D+30)=18D+180(D為兩鏡面之間的垂直距離)由以上兩式消去得； x=ld/18(d+10)丄式即為利用 光杠桿測量微小厚度的原理公式，上式還可以寫成：L=18(D+18)X/d=kx式中k=18(D+10)/d 上光杠桿的放大倍數(shù)，試驗中通?？梢赃_到50-200倍。試中，我們?nèi)=50mm,d=8mm 求得k=135 由于光桿桿的裝置只能測量微小物體和微小形變量，故我們的裝置也就只能測量一定范圍內(nèi)的微小物體否則誤差會很大。由上圖可知光杠桿偏折時，第一次反射偏折2，第二次反射偏折4，第三次反射偏折6.為使tan6,就需要令60.2（tan0.2與0.2的誤差不到1.4），故使用本儀器要求60.18，即0.03.=x/d(x為長度，d為光杠桿測量支點到兩固定支點連線的垂直距離)；d=8cm,x2.4mm,即儀器能準確測量的最大長度為2.4mm;3）實驗內(nèi)容1）調(diào)節(jié)好實驗裝置，打開激光器用刻度尺測量亮點到光源的高度L12）把要測量的物體放到反射鏡兩后足下邊，然后打開激光器測量出發(fā)生偏折后的亮點距離光源的高度L2,反復(fù)試驗6次，然后記錄數(shù)據(jù)4）裝置數(shù)據(jù)測量及誤差分析 項目次數(shù)放置物體前的高度放置物體后的高度高度變化量計算厚度h=/倍數(shù)123456 本儀器主要誤差有一下幾個方面；1由于實驗器材和安裝方法的限制，整個儀器的安裝精度比較低，不能保證嚴格的水平和限制2、由于光杠桿的鏡子比較重，以及測量支點很小，不可避免的會使被測物體發(fā)生形變從而影響測量結(jié)果。這也是接觸測量普遍遇到的一問題；3、在考慮儀器參數(shù)時，為方便分析和計算，假使tan=sin=,以及光杠桿與反射鏡之間的距離D不隨的變化而變化，在計算放大倍率的時候為了方便計算，而又無誤差允許的范圍之內(nèi)，也做了些近似計算5）注意事項1）測量不易變形的物體，誤差比較小，但當測量易變形的物體可在開始測量時，需在測量支點下點一個薄鐵片，以增加接