噼尖干涉測(cè)量頭發(fā)絲直徑

劈尖干涉測(cè)量頭發(fā)絲直徑摘要：根據(jù)等厚干涉原理，利用劈尖干涉，成功測(cè)量除了頭發(fā)絲的直徑。關(guān)鍵詞：干涉劈尖細(xì)絲直徑引言：根據(jù)薄膜干涉原理，用兩個(gè)很平的玻璃板間產(chǎn)生一個(gè)很小的角度，就構(gòu)成一個(gè)楔形空氣薄膜，用已知波長(zhǎng)的單色光入射產(chǎn)生的干涉條紋，可以測(cè)量頭發(fā)絲的直徑。設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)原則：2.1理論依據(jù)：當(dāng)兩片很平的玻璃疊合在一起，并在其一端墊入細(xì)絲時(shí)，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。顯然，劈尖薄膜上下兩表面反射的兩束光發(fā)生干涉的光程差為TOC\o"1-5"\h\z人 力8=2e+—=(2k+1)— k=0,1,2\o"CurrentDocument"2 2時(shí)，干涉條紋為暗紋與k級(jí)暗條紋對(duì)應(yīng)的薄膜厚度為：ek=k|兩相鄰暗條紋所對(duì)應(yīng)的空氣膜厚度差為：力e+1 氣—~2如果有兩玻璃板交線處到細(xì)絲處的劈尖面上共有N調(diào)干涉條紋，則細(xì)絲的直徑d為；D=N（人/2）N由于N數(shù)目很大，實(shí)驗(yàn)測(cè)量不方便，可先測(cè)出單位長(zhǎng)度的條紋數(shù)N=N,。l再測(cè)出兩玻璃交線處至細(xì)絲的距離L，則N=N。LD=NL(k/2)0已知入射光波長(zhǎng)人，測(cè)出N0和L,就可計(jì)算出細(xì)絲（或薄片）的直徑D。2.2實(shí)驗(yàn)方法：實(shí)驗(yàn)儀器：鈉光燈讀數(shù)顯微鏡劈尖裝置1、將細(xì)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(cè)顯微鏡的載物平臺(tái)上。2、開啟鈉光燈，調(diào)節(jié)半反射鏡使鈉黃光充滿整個(gè)視場(chǎng)。此時(shí)顯微鏡中的視場(chǎng)由暗變亮。調(diào)節(jié)顯微鏡目鏡焦距及叉絲方位和劈尖放置的方位。調(diào)顯微鏡物鏡焦距看清干涉條紋，并使顯微鏡同移動(dòng)方向與干涉條紋相垂直。3、用顯微鏡測(cè)讀出叉絲越過(guò)條暗條紋時(shí)的距離1,可得到單位長(zhǎng)度的條紋數(shù)N。。再測(cè)出兩塊玻璃接觸處到細(xì)絲處的長(zhǎng)度L.重復(fù)測(cè)量六次，根據(jù)式D=NL0/2）計(jì)算細(xì)絲直徑D平均值和不確定度。0實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析：3.1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理：實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)讀數(shù)顯微鏡縱向測(cè)量精度：0.005mm2020202020202.1232.1272.1212.1292.1272.125儀（）（）3.2實(shí)驗(yàn)效果分析：經(jīng)上網(wǎng)查證，人頭發(fā)絲一般是? ，與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相差不大，說(shuō)明本次試驗(yàn)比較成功。實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)存在誤差，測(cè)量誤差，讀數(shù)誤差。偶然誤差等等。排除這些誤差，實(shí)驗(yàn)相對(duì)會(huì)可以精確。結(jié)論：經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出，本人的頭發(fā)絲直徑大概在 左右。說(shuō)明，根據(jù)薄膜干涉原理，利用劈尖干涉可以測(cè)量細(xì)絲的直徑。而且精確度較高，一般可以用來(lái)測(cè)量毫米級(jí)別以下的細(xì)絲直徑。本次試驗(yàn)設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)易，存在較大誤差。應(yīng)該多測(cè)量幾次減小誤差，而且頭發(fā)絲各部分直徑不同，最好能測(cè)量多個(gè)位置。個(gè)人自己的頭發(fā)也有差異，所以實(shí)驗(yàn)太過(guò)簡(jiǎn)單，沒有深入研究。做這個(gè)實(shí)驗(yàn)最大的心得體會(huì)就是一定要細(xì)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(shí)，找不到干涉條文，經(jīng)過(guò)多番調(diào)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(gè)實(shí)驗(yàn)一定要按步驟，每一步都要仔細(xì)，哪一步出錯(cuò)就會(huì)使得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大的誤差，所以一定要細(xì)心。光學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)眼睛要求很高，要一直盯著顯微鏡看，很快就會(huì)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(cè)定