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1、细丝直径的测量摘要：根据等厚干涉原理，利用劈尖干涉，成功测量除了头发丝的直径。发丝的直径，我们对它的估值约为 0.06mm，对于这么小的细丝的直径，我们用卡尺或千分尺测量，最小分度顶多也就 0.01mm，这样一来，测量的值误差较大，利用劈尖等厚干涉法，根据两相邻干涉暗纹厚度差 l/2，l 的大小为0.0005893mm。显然测量的结果误差较小。关键词：干涉 劈尖 细丝直径引言：根据薄膜干涉原理，用两个很平的玻璃板间产生一个很小的角度，就构成一个楔形空气薄膜，用已知波长的单色光入射产生的干涉条纹，可以测量头发丝的直径。1.实验原理当两片很平的玻璃叠合在一起，并在其一端垫入细丝时，两玻璃片之间就形
2、成一空气薄层（空气劈） 。在单色光束垂直照射下，经劈上、下表面反射后两束反射光是相干的，干涉条纹将是间隔相等且平行于二玻璃交线的明暗交替的条纹。明纹kd2暗纹1相邻两暗纹（或明纹）对应的空气厚度 kdk211k21kd则细丝直径 D 为N 为干涉条纹总条纹2SLDtan2L 为劈尖的长度用游标卡尺测S 为相邻两暗条纹的间距，用读书显微镜测量（5 次测量） 为钠光波长， = m103.5896已知入射光波长 ，测出 和 ,就可计算出细丝（或薄片）的直径 。0NLD2.实验方法：实验仪器：钠光灯 读数显微镜 劈尖装置1、将细丝（或薄片）夹在劈尖两玻璃板的一端，另一端直接接触，形成空气劈尖。然后置于
3、移测显微镜的载物平台上。2、开启钠光灯，调节半反射镜使钠黄光充满整个视场。此时显微镜中的视场由暗变亮。调节显微镜目镜焦距及叉丝方位和劈尖放置的方位。调显微镜物镜焦距看清干涉条纹，并使显微镜同移动方向与干涉条纹相垂直。3、用显微镜测读出叉丝越过条暗条纹时的距离 l,可得到单位长度的条纹数 。再测出两块玻璃接触处到细丝处的长度 L.重复测量五次，根据式0N计算细丝直径 D 平均值和不确定度。 )2/(LD3 实验数据处理：实验测量数据单位（mm） 5jiSS1 10.505 S6 11.330 0.165S2 10.674 S7 11.509 0.167S3 10.837 S8 11.682 0.
4、169S4 11.006 S9 11.842 0.167S5 11.176 S10 12.018 0.168L=42.36mmmm 167.08.167.09.16.07.16.05 S24.32LDm01.LU 2251iin1i2is 10896.5021.78.6.078.St S35.36.22252r SULs3r 108.0147. D最后的结果为：m10638.21047. DU%5.%2r 结束语：经上网查证，人头发丝一般是 0.05-0.07mm 之间，与实验数据相差不大，说明本次试验比较成功。实验中可能会存在误差，测量误差，读数误差。偶然误差等等。排除这些误差，实验相对会可
5、以精确。4.结论：根据薄膜干涉原理，利用劈尖干涉可以测量细丝的直径。而且精确度较高，一般可以用来测量毫米级别以下的细丝直径。本次试验设计比较简易，存在较大误差。应该多测量几次减小误差，而且头发丝各部分直径不同，最好能测量多个位置。个人自己的头发也有差异，所以实验太过简单，没有深入研究。做这个实验最大的心得体会就是一定要细心加耐心，第一次把头发丝夹在劈尖上放到显微镜上观察时，找不到干涉条文，经过多番调整显微镜和劈尖后才看到干涉条纹，观察多次后，眼睛却开始难受。做这个实验一定要按步骤,每一步都要仔细，哪一步出错就会使得实验数据出现较大的误差，所以一定要细心。光学实验对眼睛要求很高，要一直盯着显微镜看，很快就会有累的感觉，所以一定要很有耐心。根 据 薄 膜 干 涉 的 道 理 ， 劈 尖 干 涉 也 可 以 测 定 平 面 的 平 直 度 测 定 的 精 度很 高 ， 甚 至 几 分 之 一 波 长 那 么 小 的 隆 起 或 下 陷 都 可 以 从 条 纹 的 弯 曲 上 检 测 出来 。 说 明 此 实 验 也 可 以 通 过 测 量 高 精 度 仪 器 的 平 面 的 平 直 度 。附参考文献1高 鹏，物理设计性试验研究J.中国电力教育，20062姜 华，一种测量金属细丝直径的新方法J，青海大学学报（自然科学版） ，2006
