細(xì)絲直徑測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、細(xì)絲直徑測(cè)量摘 要：測(cè)量細(xì)絲直徑，可以使用游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微計(jì)等等較精密的機(jī)械工具，也可以使用讀數(shù)顯微鏡、工具顯微鏡等精密光學(xué)儀器，還可以利用光的干涉原理，借助光學(xué)儀器，對(duì)微小細(xì)度進(jìn)行測(cè)量。以下使用劈尖法進(jìn)行細(xì)絲直徑測(cè)量，其方法簡(jiǎn)單，直觀性強(qiáng)，測(cè)量結(jié)果精度高，在高精度測(cè)量匯總更顯示出其獨(dú)特的作用。關(guān)鍵詞：細(xì)絲直徑、劈尖法、等厚干涉、條紋1引言在兩片疊合的玻璃一端放入細(xì)絲，則玻璃片之間就形成一個(gè)空氣劈尖。在垂直單色光照射下，劈尖的上、下兩表面的反射光相遇發(fā)生干涉，在顯微鏡下可觀察到間隔相等的等厚干涉直條紋。2 實(shí)驗(yàn)原理將兩塊光學(xué)平玻璃板疊在一起，一端插入一細(xì)絲，則在兩玻璃板間形成一空氣劈尖。兩玻

2、璃的交線稱為棱邊，在平行于棱邊的線上，劈尖空氣膜的厚度是相等的。當(dāng)用平行單色光垂直照射劈尖時(shí)，在劈尖空氣膜上、下表面反射的兩束光發(fā)生干涉，形成一組與棱邊平行的、等間距的直線干涉條紋，如上圖所示。設(shè)某處空氣薄膜的厚度為e，則兩束相干光的光程差為相鄰兩暗紋（或明紋）對(duì)應(yīng)的空氣厚度差則細(xì)絲直徑D為； N為干涉條紋總條數(shù)L為劈尖長(zhǎng)度; S為兩相鄰明暗紋間距; 為鈉光波長(zhǎng)：3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1. 實(shí)驗(yàn)儀器讀數(shù)顯微鏡，45°反射鏡，2片光學(xué)玻璃板，鈉光燈，金屬細(xì)絲，游標(biāo)卡尺2. 制作劈尖將細(xì)絲夾在距劈尖一端的3-5mm處，將此端夾緊，將細(xì)絲拉直與劈尖邊緣平行，再將劈尖另一端適度夾緊。3. 調(diào)節(jié)讀數(shù)

3、顯微鏡（1）把劈尖置于載物臺(tái)，物鏡正下方，用壓片壓?。恍墒州啺扬@微鏡放于適中位置（當(dāng)置物鏡最下位置時(shí)不與劈尖相碰）。 （2）調(diào)節(jié)半反鏡使之呈45度角，使讀數(shù)顯微鏡的目鏡中看到均勻明亮的黃色光場(chǎng)。 （3）調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡的目鏡直到清楚地看到叉絲，且分別與X,Y軸大致平行，然后將目鏡固定緊。調(diào)節(jié)顯微鏡的鏡筒使其下降（注意：應(yīng)從顯微鏡外面看，而不是從目鏡中看）。靠近劈尖時(shí)，再自下而上緩慢上升，直到從目鏡中看清楚干涉條紋，且與叉絲無視差。4.測(cè)量?jī)蓷l暗紋間距轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微鼓輪使載物臺(tái)移動(dòng)至最清晰的一段進(jìn)行測(cè)量，選定某暗紋為第0條，記下該坐標(biāo)X0，同方向旋轉(zhuǎn)測(cè)微鼓輪至第10條暗紋處，記為坐標(biāo)坐標(biāo)X10，依次往

4、下數(shù)10個(gè)分別記作，X20，X30，X40，X50，求得X0X10，······的平均值分別記為S1,S2,S3,S4,S5, S6, S7, S8, S9, S10。Si=(X10-X0)/10, =(S1+S2+S3+S4+S5+S6+S7+S8+S9+S10)/n (n=10)。5.測(cè)量劈尖長(zhǎng)度L用游標(biāo)卡尺測(cè)量細(xì)絲到劈尖較遠(yuǎn)一端邊緣的距離L，可以忽略誤差只測(cè)量一次即可。4. 計(jì)算細(xì)絲直徑根據(jù)，用所得數(shù)據(jù)求值，即細(xì)絲直徑，已知=589.3×10-6mm.再計(jì)算不確定度。結(jié)果表達(dá)式為：4數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表達(dá)式L=47.1

5、0mm次數(shù)12345678910X10X20X30X40X50X60X70X80X90X10020.81123.01125.32627.54629.85832.15834.57436.97039.57341.943Xn+1-Xn2.2082.2002.3152.2202.3122.3002.4162.3962.6032.370原始數(shù)據(jù)表：X0=18.603mm 單位：mm處理數(shù)據(jù)表： 單位：mmS1S2S3S4S5S6S7S8S9S100.22080.22000.23150.22200.23120.23000.24160.23960.26030.23700.2334計(jì)算與數(shù)據(jù)處理：5結(jié)束語干涉和衍射是光的波動(dòng)性的具體表現(xiàn)。等厚干涉又是光的干涉中的重要物理實(shí)驗(yàn)，這次實(shí)驗(yàn)中所用的劈尖法測(cè)細(xì)絲直徑，就是其具體的體現(xiàn)。并且運(yùn)用了讀數(shù)顯微鏡以及計(jì)算準(zhǔn)確度，比較誤差的方法的復(fù)習(xí)。參考文