劈尖干涉测量头发丝直径

一、实验目的

1、观察劈尖干涉图样，进一步理解等厚干涉。

2、学会利用薄膜干涉测量微小长度的方法。

二、实验仪器及用具

移测显微镜、钠灯、载玻片、燕尾夹、头发丝

三、实验方案，

将头发丝夹在劈尖两玻璃板的一端，另一端用燕尾夹夹住，形成空气劈尖。在单色光束垂直照射下，经劈尖上、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。

显然，劈尖薄膜上下两表面反射的两束光发生干涉的光程差为

2)12(22λ

δ+=+=k h

（其中h 为k 级暗纹对应的空气薄膜厚度，k=1,2,3…）时，干涉条纹为暗纹与 k 级暗条纹对应的薄膜厚度为：

2h λk

k =

两相邻暗条纹所对应的空气膜厚度差为： 21λ

=-+k k h h

如果有两玻璃板交线处到细丝处的劈尖面上共有N 条干涉条纹，则细丝的直径D 为:

)2/(λN D =

由于N 数目很大，实验测量不方便，为了避免数错，在实验可测出某长度L x 内的干涉条纹间隔数χN (χN =10) ,则可测出单位长度的条纹数

χχL n N =，测出两玻璃交线处至细丝的距离L ，则

n N L =

)2/(λχL L D x N =

已知入射光波长λ，只需测出χN 和x L ,就可计算出头发丝

的直径D 。

四、实验内容

1、将头发丝夹在劈尖两玻璃板的一端，另一端用燕尾夹夹住，形成空气劈尖。然后置于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互垂直。

3、用显微镜测读出叉丝越过

χN 条暗条纹时的距离L x ,可得

到单位长度的条纹数n 。再测出两块玻璃接触处到细丝处的长度L.重复测量六次，根据式)2/(λnL D =计算细丝直径D 平均值和不确定度。

4、测量数据表格 λ=589.3nm

1 2 3 4 5 6 L /mm

次

数项目

χN

L/mm

细丝直径的测量铁丝直径知识讲解

细丝直径的测量铁丝直径

细丝直径的测量铁丝直径【实验目的】 (1)通过实验加深对等厚干涉原理及干涉概念的理解 (2)学习用等厚干涉测量铁丝直径的方法 (3)学会读书显微镜的正确使用【仪器用具】钠光灯读数显微镜劈尖装置【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相邻两暗纹(或明纹)对应的空气厚度 2dk 2 k 2dk, — k 1 2dki dk j 则细丝直径D为 ta n N为干涉条纹总条纹勿人k |明纹2d /2 2k 1- 暗纹

-------------------------------------------- r --------- D—— 1S-2-------------------------------------------------- L为劈尖的长度用游标卡尺测，S%相邻两暗条纹的间距，用读书显微镜测量(5次测量) ____ 6 589.3 10 mm A为钠光波长，入二已知入射光波长，测出N。和L ,就可计算出细丝(或薄片)的直径D。【实验内容】 (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売。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I,可得到单位长度的条纹数No。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 D N丄(/2)计算细丝直径D平均值和不确定度。【数据记录】实验测量数据单位(mm)斥一I，rI ：11

干涉法测量微小量

干涉法测微小量（本文内容选自高等教育出版社《大学物理实验》）光的干涉现象表明了光的波动性质，干涉现象在科学研究与计量技术中有着广泛的应用。在干涉现象中，不论是何种干涉，相邻干涉条纹的光程差的改变都等于相干光的波长，可见光的波长虽然很小，但干涉条纹间的距离或干涉条纹的数目却是可以计量的。因此，通过对干涉条纹数目或条纹移动数目的计量，可得到以光的波长为单位的光程差。利用光的等厚干涉现象可以测量光的波长，检验表面的平面度、球面度、光洁度，精确的测量长度、角度，测量微小形变以及研究工作内应力的分布等。通过本次实验，学习、掌握利用光的干涉原理检验光学元件表面几何特征的方法，用劈尖的等厚干涉测量细丝直径的方法，同时加深对光的波动性的认识。实验原理 1．用牛顿环测平凸透镜的曲率半径当曲率半径很大的平凸透镜的凸面放在一平面玻璃上时，见图，在透镜的凸面与平面之间形成一个从中心O 向四周逐渐增厚的空气层。当单色光垂直照射下来时，从空气层上下两个表面反射的光束1和光束2在上表面相遇时产生干涉。因为光程差相等的地方是以O 点为中心的同心圆，因此等厚干涉条纹也是一组以O 点为中心的明暗相间的同心圆，称为牛顿环。由于从下表面反射的光多走了二倍空气层厚度的距离，以及从下表面反射时，是从光疏介质到光密介质而存在半波损失，故1、2两束光的光程差为 2 2λ δ+ =? （1）

式中λ为入射光的波长，δ是空气层厚度，空气折射率1≈n 。当程差Δ为半波长的奇数倍时为暗环，若第m 个暗环处的空气层厚度为m δ，则有 ...3,2,1,0,2 ) 12(2 2=+=+ =?m m m λ λ δ 2 λ δ? =m m （2）由图中的几何关系22 2)(m m R r R δ-+=，以及一般空气层厚度远小于所使用的平凸透镜的曲率半径R ，即R m <<δ，可得 R r m m 22 =δ （3）式中r m 是第m 个暗环的半径。由式（2）和式（3）可得 λmR r m =2 （4）可见，我们若测得第m 个暗环的半径r m 便可由已知λ求R ，或者由已知R 求λ了。但是，由于玻璃接触处受压，引起局部的弹性形变，使透镜凸面与平面玻璃不可能很理想的只以一个点相接触，所以圆心位置很难确定，环的半径r m 也就不易测准。同时因玻璃表面的不洁净所引入的附加程差，使实验中看到的干涉级数并不代表真正的干涉级数m 。为此，我们将式（4）作一变换，将式中半径r m 换成直径D m ，则有 λmR D m 42 = （5）

头发丝直径的测定

头发丝直径的测定班级060716 学号45 姓名元小平指导老师丁斌刚头发丝直径的测定，我们有很多方法。但是哪种方法是最为精确的呢，这才是我们做这个实验的最终目的。而使用牛顿环测头发丝的直径能使我们的误差很小，比起其他方法有更多的优点，而且更加精确。以下就是实验。一、实验目的 1.测量头发丝直径的大小。 2.掌握劈尖干涉测定细丝直径（或薄片厚度）的方法。 3.通过实验加深对等厚干涉原理的理解。 4.掌握牛顿环的使用原理。二、实验原理 ①将两块平板玻璃叠放在一起，一端用头发丝将其隔开，则形成一辟尖形空气薄层见图（1-1），若用单色平行光垂直入射，在空气劈尖的上下表面发射的两束光将发生干涉，其光程差△=2l+λ/2 （l为空气薄膜厚度）。因为空气劈尖厚度相等之处是一系列平行于两玻璃板接触处（即棱边）的平行直线，所以其干涉图样是与棱边平行的一组明暗相间的等间距的直条纹，当Δ=（2k+1）λ/2，（k=0，1，2，3……）时，为干涉暗条纹，与k级暗条纹对应的薄膜厚度为： d=k×λ/2 由于k值一般较大，为了避免数错，在实验中可先测出某长度l内的干涉暗条纹的间隔数n，则单位长度的干涉条纹数X=n/l，若棱边与头发丝的距离为L，则头发丝出现的暗条纹的级数为k=X×L，可得头发丝的直径为： D=X×L×λ/2= n/l×L×λ/2 ②也可用三角形相似原理如图（3-17-3） D／d=L／l D=（L／l）×d d=n×λ/2 取n=10（即间隔10个暗条纹）d=10×λ/2=5λ所以D=（L／l）×5λ三、实验器材电子显微镜，劈尖，头发丝,牛顿环

四、试验装置五、实验步骤 1.打开电源和钠灯光源并将电子显微镜的插头插上 2.调节显微镜的视野至明亮清晰处 3.取一根头发丝，将头发丝夹入劈见内（注意头发丝要拉直不可弯曲），固定好。 4.将固定好头发丝的劈见放入显微镜的平台内，调节显微镜直到看见清楚的干涉条纹 5.测量L的长度，找到两条最黑的暗条纹，记入数据L’、L’’ ；（L= L’—L’’） 6. 取n=10（间隔10个暗条纹）即l的长度，记入数据l’、l’’; ( l=l’—l’’ ) 7.重复上述过程，得到不同的几组数据 8.实验结束后，整理好实验器材六、实验数据D=（L／l）×5λ钠灯波长λ=589.3nm 发根部头发丝直径数据发中部头发丝直径数据

劈尖干涉测量细铜丝直径实验报告

劈尖干涉测量细铜丝直径实验报告软件一班 110604147 王宏静一、实验名称:用劈尖干涉测量细丝的直径二、实验目的: (1)深入了解等厚干涉。 (2)设计用劈尖干涉测量细丝直径的方法。 (3)设计合理的测量方法和数据处理方法，减小实验误差。三、实验仪器: (1)读数显微镜 (2)纳光灯 (3)平玻璃两片 (4)待测细丝四、实验原理: 将两块光学玻璃板叠在一起，在一段插入细丝，则在两玻璃间形成一空气劈尖(如图1 )用单色光垂直照射时和牛顿环一两样，在空气薄膜上下表面反射的两束光发生干涉，其中光程差: 6_2A+A/2 …((? 产生的干涉条纹是一簇与两玻璃板交接线平行且间隔相等的平行条板。如图(2 )显然:6=2d+A/2=(2k+l)‘A/2 k=0,1,2,3,.,…………,? 6=2d+A/2=kA k=1,2,3……… ,?

(图1) 与K纹暗条纹对应的薄膜厚度:d=k*A/2 ………? 显然d=0(棱边)处空气薄膜厚度为d(棱边)处对应k=0是暗条纹，称为零级暗条纹。di=A/2处为一级暗条纹，第k级暗条纹处空气薄膜厚度为:dk=W2……………? 得。两相邻暗条纹对应的劈尖厚度之差为Ad=dk+1_dk=A/2_……………? 若两暗条纹之间的距离为I，则劈尖的夹角e(利用sine=M………?求 (图2) 此式表明:在入、e-定时，l为常数，即条纹是等间距的，而且当A-定时(e越大，I越小，条纹越宽，因此e不宜太大。

设金属细丝至棱边的距离为I(欲求金属细丝的直径D，则可先测L(棱边到金属细丝直径) 和条纹间距L，由?式及sine=D/L求得: D=Lsin e =L*A ，(2+I)……( …((@ 这就是本实验利用劈尖干涉测量金属细丝的直径的公式，如果N很大，实验上往往不是测量两条相邻条纹的间距(而是测量相差N级的两条暗条纹的问题，从而测得的测量结果 D=N*A/2 如果N很大，为了简便，可先测出单位长度内的暗条纹数No和从交纹到金属丝的距离L，那么 N=NoL_ D=NoL‘A/2 五、实验内容与步骤 (1将被测薄片夹在两地平板玻璃的一端，置于读数显微镜底座台面上(调节显微镜，观察劈尖干涉条纹。 (2)由式?可知当波长人已知时，只要读出干涉条纹数K，即可得相应的D。实验时，根据被测物厚薄不同，产生的干涉条纹数值不可，若K较小(K<=100)( 可通过k值总数求D。若k较大(数起来容易出错，可先测出长度L间的干涉条纹x(从而测得单位长度内的干涉条纹数n=x/Lx然后再测出劈尖棱边到薄边的距离L，则k=n*l。薄片厚度为 D=k*A/2=n*I*A/20 A=589.3nm

劈尖干涉法测定金属细丝不同位置直径

劈尖干涉法测定金属细丝不同位置直径系别：计算机科学与技术系专业班级：软件工程1801班姓名：王睿、罗家鑫指导教师：王天会摘要：在劈尖干涉法测定金属细丝直径的实际测量中，同一条金属细丝不同位置的直径通常不尽相等。本文将对劈尖干涉法测定金属细丝直径进行一定的理论分析，并证明金属细丝不同位置的直径存在差异并进行简单的不确定度分析。关键词：金属细丝直径；劈尖干涉法；不同位置；多次测量一、引言等厚干涉又是光的干涉中的重要物理实验。而作为等厚干涉的具体应用——利用劈尖干涉法测定金属细丝直径, 是一项很好的设计性实验。理想状态下金属细丝是均匀的，但在基本测量中，我们发现金属细丝与之不符，即其不同位置之间的直径存在一定的差异。为更加直观地解释和说明这一实验现象，本文对此作出了如下的理论分析。二、理论分析、实验系统、实验数据处理、实验结论（一）实验原理 1．劈尖干涉原理两块表面是严格几何平面的玻璃片，将一端互相叠合，另一端插入细丝，两板间即形成空气劈尖，空气劈尖即两玻璃片之间形成一个一段薄一段厚的楔形空气膜，两玻璃片叠合端的交线称为棱边，空气膜的夹角θ称为劈尖楔角。当平行单色光垂直照射到玻璃片时，可以在劈尖表面观察到明暗相间的干涉条纹（若入射光是复色光，则为彩色条纹，这个现象称为劈尖干涉。）劈尖干涉条纹是由空气膜的上、下表面反射的两列光波叠加干涉而成。当波长为λ的单色光a垂直空气膜表面入射时，由于劈尖楔角θ很小，上、下表面反射的两束相干光叠加干涉而成。当波长为λ的单色光a垂直空气膜表面入射时，由于劈尖楔角θ很小，上、下表面反

第一组中l 的A 类不确定度 ()21 2A --? ?=?-n r x x U 2 101 999908.0129.02--? =- 00062.0=mm 第一组中l 的相对不确定度()()2 B 2 A x U x U U ?+?= 2200062.00005.0+= mm 00079.0=

知识答题

知识答题 (生态文明类) 1. 对划定的饮用水源保护区，以下说法错误的是？ A.统一设立明确的地理界标 B.统一设立明显的警示标志 C.可以从事旅游、游泳、垂钓活动(正确答案) D.不准新建、扩建向水体排放污染物的建设项目 2. 饮用水水源地保护区分为准保护区、一级保护区、二级保护区，其中一级保护区内能从事以下哪项活动？ A.排放工业废水和生活污水 B.放养畜禽或水产养殖 C.保护水源设施(正确答案) D.旅游、游泳、钓鱼、洗衣服 3. 降水的酸碱值低于多少时即为酸雨？ A.6.5 B.5.6(正确答案) C.6.0 D.7.0 4. 监测水环境质量时，其中有一项是COD，如果这个指标超标说明水体受有机物的污染严重,不仅危害水体的生物,还可经过食物链的富集，最后进入人体，引起慢性中毒。COD是什么？ A.生化需氧量 B.化学需氧量(正确答案)

C.总需氧量 D.可溶解氧量 5. 按照我国水环境质量标准，集中式生活饮用水地表水源地一级保护区属于(？)类水域功能。 A.Ⅰ B.Ⅱ(正确答案) C.Ⅲ D.Ⅳ 6. 黄山市建有多个污水处理厂，但并不是所有废(污)水都可以进入污水处理厂进行处理。以下哪一类废(污)水，污水处理厂不接收处理？ A.处理达标的工业废水 B.处理达标的养猪养鸭废水 C.企业直接排放的工业废水(正确答案) D.生活产生的污水 7. 水面出现蓝藻现象是因为（）大量排放造成的污染现象？ A.洗煤后的废水 B.电镀厂排放的未经处理的废水 C.生活污水(正确答案) D.摩配厂喷漆车间排放的未经处理的废水 8. 水是我们赖以生存的“生命之源”，我们要好好保护它，珍惜它。有的河流回水区存在水质富营养化，你知道它主要是由以下哪种物质含量过多所引起的吗？ A.氮(N)、磷(P)(正确答案)

劈尖干涉测量头发丝直径

劈尖干涉测量头发丝直径摘要：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。关键词：干涉劈尖细丝直径 1. 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。 2. 设计方法及设计原则： 2.1 理论依据：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。显然，劈尖薄膜上下两表面反射的两束光发生干涉的光程差为 2(21)k 0,1,222e k λ λ δ=+=+= 时，干涉条纹为暗纹与 k 级暗条纹对应的薄膜厚度为：2k e k λ = 两相邻暗条纹所对应的空气膜厚度差为： 21λ=-+k k e e 如果有两玻璃板交线处到细丝处的劈尖面上共有N 调干涉条纹，则细丝的直径d 为;

)2/(λN D = 由于N 数目很大，实验测量不方便，可先测出单位长度的条纹数l N N i = 0，再测出两玻璃交线处至细丝的距离L ，则 L N N 0= )2/(0λL N D = 已知入射光波长λ，测出0N 和L ,就可计算出细丝（或薄片）的直径D 。 2.2 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0N 。再测出两块玻璃接触处到细丝处的长度L.重复测量六次，根据式 )2/(0λL N D =计算细丝直径D 平均值和不确定度。 3. 实验结果与分析： 3.1 实验数据与处理：实验测量数据 l =(2.123+2.127+2.121+2.129+2.127+2.125)6 mm =2.125mm S i = (l ?l )2n i=1n ?1 = (2.123?2.125)2+(2.127?2.125)2+(2.121?2.125)2+(2.129?2.125)2+(2.127?2.125)2+(2.125?2.125)26?1 =0.0053mm ?l = S i 2+?仪 2= （0.0053）2+（0.005）2 mm 2=0.007mm 2 l =l ±?l = 2.125±0.007 mm E l =?l l =0.0072.125×100%=0.33%

利用光的干涉原理测量发丝直径

利用光的干涉原理测量发丝直径 XXX （XXXX 大学 XXXX 学院 XXXX 班）摘要:利用等厚干涉可以测量微小角度、很微小长度、微小直径及检测一些光学元件的球面度、平整度、光洁度等。本实验就是利用空气劈尖测量头发丝的直径。关键词:等厚干涉;测量;头发丝;直径中图分类号：O436.1 0 引言干涉和衍射是光的波动性的具体表现。利用等厚干涉，由同一光源发出的光，分别经过其装置所形成的空气薄膜上、下表面反射后，在上表面相遇产生的干涉。等厚干涉是光的干涉中的重要物理实验。本实验利用劈尖干涉法测定细丝直径是等厚干涉的具体应用。光的干涉是两束光（频率相同、振动方向相同、相位差恒定）相互叠加时所产生的光强按空间周期性重新分布的一种光学现象。光的等厚干涉是采用分振幅法产生的干涉，劈尖即是利用光的等厚干涉测量微小长度。 1 实验原理：将两块光学平板玻璃叠放在一起，在一端插入头发丝，则在两玻璃板间形成了空气劈尖，如图1所示：当一平行单色光垂直入射时，将会产生干涉现象，产生的干涉条纹是一系列的平行的、间隔相同的、明暗相间的条纹，如图2所示: 设入射光波长为λ，两束光的光程差为 2 2λ+=?e ,形成暗条纹的条件为图1 劈尖图2 干涉条纹

???=+=+=?,3,2,1,0,2)12(22k k e λ λ 当k=0时，对应?=0处为暗纹，第k 级暗纹处空气薄膜厚度为 ???==?,3,2,1,0,2k k λ 设从薄片左边至劈尖棱边的距离为L ，L 与左端之内的暗纹数为N ，可得薄片的厚度为 2d λ N = 设每相邻两条暗纹间长度为l ?，每△N 条暗纹测长度为L i ，△N ’=40 则 N')/L (/d 4 n 1i i 4i ?-=∑==+L L ) 2 实验仪器：实验仪器名称仪器的量程仪器的精度其他参数读数显微镜 50mm 0.01mm 钠光灯 λ=589.3nm 劈尖头发丝刻度尺 200mm 1.0mm 3 实验步骤： 1制作劈尖，将细丝夹在距劈尖一端的3-5mm 处，将此端夹紧，将细丝拉直与劈尖边缘平行，再将劈尖另一端适度夹紧。 2连通电源，打开钠光灯 3调节读数显微镜：（1）把劈尖置于载物台，物镜正下方，用压片压住；旋松手轮把显微镜放于适中位置（当置物镜最下位置时不与劈尖相碰）。（2）调节半反镜使之呈45度角，使读数显微镜的目镜中看到均匀明亮的黄色光场。（3）调节读数显微镜的目镜直到清楚地看到叉丝，且分别与X,Y 轴大致平行，然后将目镜固定紧。调节显微镜的镜筒使其下降（注意：应从显微镜外面看，而不是从目镜中看）。靠

头发丝直径的实验报告.doc

头发丝直径的实验报告篇一：设计性实验方案--测量头发丝的直径在日常生活中，人们会经常使用测量工具来测量物体的长度，从而对物体产生具体客观的认识。众所周知，在生活中的诸多物体，人们不用多加思索就可以容易测量得知它们的具体长度参数。身体发肤受之父母，可对头发自己有了解几何呢？直接测量微小物体的长度参数以肉眼比较难得出较精确的数据，一般情况，微小长度的测量通常用将其放大的方式来进行测量。而微小长度在科学研究、精密仪器等方面更是有着不可或缺的地位。在实验仪器不是很充裕的初级中学任物理教师，该怎样以更经济、更简单、更可行的方式来让学生了解微小物体长度的测量方法，以与自己切身相关的头发为楔子，从而引导、激发其他们的探索未知得欲望呢？好奇是一种动力，是一种向知识攀登、向未知探索的动力。为人师表，我们有责任和义务去培养学生，使学生具有这种动力！一、实验原理用一根长长的头发，紧密缠绕一个小的圆柱体n圈（n=30）.用测量工具测出n圈头发的直径D，则由d= D/n，可求得头发d 的直径大小。二、实验方法选择方法1：用千分尺（螺旋测微器）来进行测量

定义：利用螺旋副原理对弧形尺架上两测量面间分隔的距离，进行读数的通用长度测量工具。外径千分尺常简称为千分尺，它是比游标卡尺更精密的长度测量仪器，它的量程是0－ 25,25-50,50-75...毫米，分度值是0．01毫米。工作原理：根据螺旋运动原理，当微分筒（又称可动刻度筒）旋转一周时，测微螺杆前进或后退一个螺距──0．5毫米。这样，当微分筒旋转一个分度后，它转过了1／50周，这时螺杆沿轴线移动了1／50×0．5毫米＝0．01毫米，因此，使用千分尺可以准确读出0．01毫米的数值。将头发紧密缠绕在小圆柱后，用螺旋测微器来测量，依据千分尺的读数原理可以得到n圈头发的长度D，由d=D/n可得头发的直径d。方法2：用游标卡尺来进行测量精度是1mm除以游标上的格数则可知10格就是精确到0.1mm 、20格就是精确到0.05mm 、50格就是精确到0.02mm将头发紧密缠绕在小圆柱后，用游标卡尺测量物体外径的卡口来测量，依据游标卡尺的读数原理可以得到n圈头发的长度D，由 d=D/n可得头发的直径d。方法3：劈尖干涉测头发丝的直径（利用等厚干涉原理）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

试验报告用劈尖干涉测量细丝的直径

实验报告：用劈尖干涉测量细丝的直径 090404162 通信一班张恺一、实验名称：用劈尖干涉测量细丝的直径二、实验目的：（1）深入了解等厚干涉。（2）设计用劈尖干涉测量细丝直径的方法。（3）设计合理的测量方法和数据处理方法，减小实验误差。三、实验仪器：（1）读数显微镜（2）纳光灯（3）平玻璃两片（4）待测细丝四、实验原理：将两块光学玻璃板叠在一起，在一段插入细丝，则在两玻璃间形成一空气劈尖（如图1）。当用单色光垂直照射时和牛顿环一两样，在空气薄膜上下表面反射的两束光发生干涉，其中光程差: δ=2λ+λ/2 ……………………① 产生的干涉条纹是一簇与两玻璃板交接线平行且间隔相等的平行条板。如图（2）。显然:δ=2d+λ/2=(2k+1)*λ/2 k=0,1,2,3,……………② δ=2d+λ/2=kλ k=1,2,3,………………③ （图1）与K纹暗条纹对应的薄膜厚度:d=k*λ /2 ……………………④ 显然d=0（棱边）处空气薄膜厚度为d(棱边) 处对应k=0是暗条纹，称为零级暗条纹。d 1 =λ /2处为一级暗条纹，第k级暗条纹处空气薄膜厚度为:d k =kλ/2 ……………⑤ 两相邻暗条纹对应的劈尖厚度之差为△d=d k+1 -dk=λ/2………………⑥ 若两暗条纹之间的距离为l，则劈尖的夹角θ，利用sinθ=λ/l……… ⑦求得。（图2）此式表明：在λ、θ一定时，l为常数，即条纹是等间距的，而且当λ一定时，θ越大，l越小，条纹越宽，因此θ不宜太大。设金属细丝至棱边的距离为l，欲求金属细丝的直径D，则可先测L（棱边到金属细丝直径）和条纹间距L，由⑦式及sinθ=D/L求得： D=Lsinθ=L*λ/(2*l)……………………………………⑧ 这就是本实验利用劈尖干涉测量金属细丝的直径的公式，如果N很大，实验上往往不是测量两条相邻条纹的间距，而是测量相差N级的两条暗条纹的问题，从而测得的测量结果 D=N*λ/2 如果N很大，为了简便，可先测出单位长度内的暗条纹数N 和从交纹到金属丝的距离L，那么 N=N 0L………………………D=N L*λ/2 五、实验内容与步骤

头发理论知识

一、毛发生理学； 1头发分为三大层，表皮层，皮质层，髓质层。 2头发又四大键构成，氢键，盐键，二硫化物键，氨基键。二、直径分区 1粗硬的头发直径为九十微米以上。健康发质；A 抗拒性发质；发质粗硬。 B 正常发质；发质粗细适中注；是没有经过任何化学处理的发质，毛鳞片没有受损，具有保护的作用。 2中性的头发直径为60-90 微米以上是指头发表皮层轻度受损，而内层是健康的发质。 3细软的头发直径为60 微米以上，受损发质；A 一般受损发质是指；做过一两次烫、染的发质，少》毛鳞片受损不是很严重，头＜化学上海较发有一定光泽。 B 极度受损发质；经过反复的做烫，染《化学伤害较大》头发干枯开叉，没有光泽，属多孔性发质。 4头发物理性为；弹性，张力，可塑性，伸缩性。三、头皮出油的原因； A 外因、由于气候温差变化而引起新陈代谢加快到油脂德尔量分泌。 B 内因、由于吃过辣性食物导致脑部受到刺激，而导致油脂腺分泌。人体是百分之65 的蛋白质，百分之18 的油脂所构成人体最大的器官是；皮肤的新陈代谢周期28天，28 天内经历一个由发育-成长-衰退-死亡的过程。这个过程为‘死亡的角质蛋白'；又称为‘死皮'这种死皮出现在头上叫做；头皮屑四、头皮屑增多的原因； 1头皮上的一种细菌叫做皮屑芽孢菌、他在湿热的坏境下生长，他的生长速度和繁殖过多皮屑也相应增多。

2洗发水的选择及洗发手法不当 3烫染过度饮食不当烟酒过度五、什么是毛发？毛发分为毛干和毛根两部分，露出皮肤之外的毛干由角化细胞构成。埋在皮肤内的毛跟被毛囊包围。 1毛发主要成分是角质蛋白，有多种氨基酸组成，在角质化的蛋白质里头头发杆部分不具有运送营养的能力，所以头发的健康程度需要靠外来补充，需要护法的步骤达到健康头发目的。 2毛发是一种从头皮生长出来的纤维组织，由细胞再生而形成的一种硬角质的排列，主要有表皮层，表质层，髓质层组合而成。 3表皮层？有伸缩功能，保护头发不受外界污染懂得影响，抗紫外线作用，保持毛发韧性和光滑，对药物具有相当的抵抗能力。但在不适当的梳理，强烈按摩等伤害时，表皮层鳞片就容易损伤或脱落，形成多孔性伤害，使头发变的粗糙，脆弱，无光泽和弹性。 4皮质层＜中间层＞头发的重要部分，由长而平形的纤维细胞纵向排列而成，占了头发的85%以上，其中纤维白质决定头发的弹性，韧性，柔然性；水分决定头发的光泽度，顺滑度；色素决定头发的颜色黑色、棕色、红色、黄色四中；链锁健决定头发的形状、 5髓质层＜发骨髓＞头发的中心部分，由透明多角质的角化细胞组成，提高毛发的强度和硬度，对头发具有支撑作用。

劈尖干涉法测细丝直径(参考模板)

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。

相邻两暗纹（或明纹）对应的空气厚度则细丝直径D为为干涉条纹总条纹 L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） Λ为钠光波长，λ N和L,就可计算出细丝（或薄片）的直径D。已知入射光波长λ，测出 2.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0N 。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)2/(0λL N D =计算细丝直径D 平均值和不确定度。 3 实验数据处理：实验测量数据单位（mm ） 5 j i S S - S1 10.505 S6 11.330 0.165 S2 10.674 S7 11.509 0.167 S3 10.837 S8 11.682 0.169 S4 11.006 S9 11.842 0.167 S5 11.176 S10 12.018 0.168

劈尖干涉法测细直径

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λλk d =+=?2 2明纹 ()21222λ λ+=+=?k d 暗纹相邻两暗纹（或明纹）对应的空气厚度 λ λ k d k =+ 2 2 () 12 21+=+ +k d k λ 21λ = -+k k d d 则细丝直径D 为 2λ N D = N 为干涉条纹总条纹 S L D 2 tan λ αα==≈ 2λ?= S L D L 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） Λ 为钠光波长，λ = mm 103.5896-? 已知入射光波长λ，测出0N 和L ,就可计算出细丝（或薄片）的直径D 。 2.实验方法：实验仪器：钠光灯读数显微镜劈尖装置

设计性实验方案--测量头发丝的直径--甘国良

普通物理实验设计性实验方案实验题目：用千分尺测头发的直径班级：物理学2011级（1）班学号：2011433132 姓名：甘国良指导教师：粟琼凯里学院物理与电子工程学院 2013 年3月

用千分尺测头发的直径序言在日常生活中，人们会经常使用测量工具来测量物体的长度，从而对物体产生具体客观的认识。众所周知，在生活中的诸多物体，人们不用多加思索就可以容易测量得知它们的具体长度参数。身体发肤受之父母，可对头发自己有了解几何呢？直接测量微小物体的长度参数以肉眼比较难得出较精确的数据，一般情况，微小长度的测量通常用将其放大的方式来进行测量。而微小长度在科学研究、精密仪器等方面更是有着不可或缺的地位。在实验仪器不是很充裕的初级中学任物理教师，该怎样以更经济、更简单、更可行的方式来让学生了解微小物体长度的测量方法，以与自己切身相关的头发为楔子，从而引导、激发其他们的探索未知得欲望呢？好奇是一种动力，是一种向知识攀登、向未知探索的动力。为人师表，我们有责任和义务去培养学生，使学生具有这种动力！一、实验原理用一根长长的头发，紧密缠绕一个小的圆柱体n圈（n=30）.用测量工具测出n圈头发的直径D，则由d= D/n，可求得头发d的直径大小。二、实验方法选择方法1：用千分尺（螺旋测微器）来进行测量定义：利用螺旋副原理对弧形尺架上两测量面间分隔的距离，进行读数的通用长度测量工具。外径千分尺常简称为千分尺，它是比游标卡尺更精密的长度测量仪器，它的量程是0－25,25-50,50-75...毫米，分度值是0．01毫米。工作原理：根据螺旋运动原理，当微分筒（又称可动刻度筒）旋转一周时，测微螺杆前进或后退一个螺距──0．5毫米。这样，当微分筒旋转一个分度后，它转过了1／50周，这时螺杆沿轴线移动了1／50×0．5毫米＝0．01毫米，因此，使用千分尺可以准确读出0．01毫米的数值。将头发紧密缠绕在小圆柱后，用螺旋测微器来测量，依据千分尺的读数原理可以得到n

细丝直径的测量

细丝直径的测量摘要：本次实验为细丝直径的测量，由于细丝利用普通的测量工具很难准确测量，误差很大，所以此次实验是利用等厚干涉原理，即由同一光源发出的平行单色光垂直入射分别经过空气劈尖所形成的空气薄膜上下表面反射后，在上表面相遇时产生的一组与棱边平行的，明暗相间，间隔相同的干涉条纹，由此来测量细丝的直径，使数据更加准确，本次试验就是利用干涉原理制作劈尖测量发丝的直径。关键词：干涉原理空气劈尖直径光程差引言：本次实验是利用空气劈尖根据光的干涉原理测量发丝的直径，干涉和衍射是光的波动性的具体变现，利用光的等厚干涉由同一光源发出的平行光，分别经过劈尖间所形成的空气薄膜上下表面反射后产生干涉现象，形成明暗相间的条纹，使用显微镜观察明暗条纹间的距离，由此来计算发丝的直径实验原理：当两片很平的玻璃叠合在一起，并在其一端垫入细丝时，两片玻璃片之间就形成了一层空气薄膜，叫做空气劈尖。在同一光源发出的单色平行光垂直照射下，经劈尖上下表面反射后将会产生干涉现象，在显微镜观察可发现明暗相间的干涉条纹，如图所示

实验内容与步骤：实验仪器：读数显微镜 45度反射镜 2片光学玻璃钠光灯发丝1 将发丝夹在2片光学玻璃的一端，另一端直接接触，形成空气劈尖。将劈尖放在读数显微镜的载物台上。 2 打开钠光灯，调节45度反射镜，使光线平行垂直射入充满视野，此时显微镜的视野由暗变亮。 3 调节显微镜物镜的焦距使视野内明暗相间的条纹清晰，调节显微镜目镜焦距以及叉丝的位置是否对齐和劈尖放置的位置， 4 找出一段最清晰的条纹用读数显微镜读出两条明条纹或暗条纹之间的距离，同一方向转动测微鼓轮测量出5组明或暗条纹的间距。 5 使用游标卡尺测量出劈尖内细丝到较远一端的距离L 6 根据公式和测量的数据计算出细丝的直径和不确定度

自制可称头发丝的天平

自制可称头发丝的天平同学们在实验室里经常要与天平打交道，见到的多半是托盘天平，其灵敏度不高，用它来称头发丝就不行了．实验室里较灵敏的天平是分析天平，普通中学是没有的．这里我向大家介绍一种自制的高灵敏度天平，用它可以称头发丝的重量．别以为它有多昂贵，利用一些废物就可以制作，你一定乐意试一试吧？这是一架不等臂天平，结构如图1所示．天平的横梁是用吸饮料的吸管或自制的纸管（用纸卷成直径3毫米、长约250毫米的管）做成．管的一端旋上直径3毫米、长约1.5厘米的螺钉，以备调节平衡；另一端用刀片割成勺状并贴上一硬纸片．这个纸片既是天平的指针，又是放待测轻小物体的秤盘，身兼两职．为防止秤盘上的小物体钻入纸管，应将管封住．下一步是我横梁的重心位置．可把横梁架在刀片（刮脸用的废刀片）的刀口上，如图2．移动横梁，直至平衡．此时刀口位置即为横梁的重心位置．在重心位置插入一枚钢针作转轴．注意，针要插在中心轴线的偏上方的地方（愈近管中心轴线，天平的灵敏度愈高，但使用时来回摆动时间较长．使用不方便）．天平的支架是用两块玻璃片中间夹一小木片用胶固定而成，两块玻璃片应尽量保持平行．支架再用胶固定在底座的一端．标尺的做法是取一条长薄木板（或硬纸片）用胶水粘在小木块上，竖直固定在底座的另一端．

把横梁的转轴放在支架的玻璃片上，旋动横梁尾端的螺丝．直到横梁的另一端上翘与水平位置成30°角为止．这时天平指针所指标尺的位置即天平的“零”点．再把自制的l毫克的微量砝码放在秤盘上，指针下移，平衡后在指针所指的标尺位置上标上1毫克的刻度．依此类推，可逐一标出2毫克、3毫克等的刻度． 1毫克的微量砝码是怎样制得的呢？先取长方形纸1张，在一般天平上称量，若纸超过0.1克，可逐次剪截一边（保持纸的长方形状），使之质量恰好等于0.1克．再用尺把长方形纸条的长宽都等分10格，则可得到100个小格，每一小格纸的质量等于整个纸条质量如图3．至此，一架高灵敏度的自制天平完成了．用它你可以测一根头发丝、一粒细沙、一小滴液体等轻微物体的重量．别看这架天平成本低廉，实用价值还是有的．

头发丝直径的测量

细丝直径的测定一、实验目的 1.测量头发丝，金属丝直径的大小。 2.掌握劈尖干涉测定细丝直径（或薄片厚度）的方法。 4.掌握螺旋测微器的原理和使用方法。二、实验原理 1将两块平板玻璃叠放在一起，一端用头发丝将其隔开，则形成一辟尖形空气薄层见图（1-1），若用单色平行光垂直入射，在空气劈尖的上下表面发射的两束光将发生干涉，其光程差△=2l+λ/2 （l为空气薄膜厚度）。因为空气劈尖厚度相等之处是一系列平行于两玻璃板接触处（即棱边）的平行直线，所以其干涉图样是与棱边平行的一组明暗相间的等间距的直条纹，当Δ=（2k+1）λ/2，（k=0，1，2，3……）时，为干涉暗条纹，与k级暗条纹对应的薄膜厚度为： d=k×λ/2 由于k值一般较大，为了避免数错，在实验中可先测出某长度l内的干涉暗条纹的间隔数n，则单位长度的干涉条纹数 X=n/l，若棱边与头发丝的距离为L，则头发丝出现的暗条纹的级数为k=X×L，可得头发丝的直径为： D=X×L×λ/2= n/l×L×λ/2 2也可用三角形相似原理如图（3-17-3） D／d=L／l D=（ L／l）×d d=n×λ/2 取n=10（即间隔10个暗条纹）d=10×λ/2=5λ所以D=（ L／l）×5λ 3螺旋测微器的原理螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的，即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离。因此，沿轴线方向移动的微小距离，就能用圆周上的读数表示出来。螺旋测微器的精密螺纹的螺距是，可动刻度有50个等分刻度，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退，因此旋转每个小分度，相当于测微螺杆前

进或后退这50=。可见，可动刻度每一小分度表示，所以以螺旋测微器可准确到。由于还能再估读一位，可读到毫米的千分位，故又名千分尺。测量时，当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点若恰好与固定刻度的零点重合，旋出测微螺杆，并使小丰和测微螺杆的面正好接触待测长度的两端，那么测微螺杆向右移动的距离就是所测的长度。这个距离的整毫米数由固定刻度上读出，小数部分则由可动刻度读出。三、实验器材读数显微镜，劈尖，螺旋测微器，2-3根头发丝，2-3根金属丝四、实验步骤一．劈尖干涉法（光学方法） 1.打开电源和钠灯光源并将电子显微镜的插头插上 2.调节显微镜的视野至明亮清晰处 3.取一根头发丝，将头发丝夹入劈见内（注意头发丝要拉直不可弯曲），固定好。 4.将固定好头发丝的劈见放入显微镜的平台内，调节显微镜直到看见清楚的干涉条纹 5.测量L的长度，找到两条最黑的暗条纹，记入数据L’、L’’；（ L= L’—L’’） 6. 取n=10（间隔10个暗条纹）即l的长度，记入数据l’、l’’; ( l=l’—l’’ ) 7.重复上述过程，得到不同的几组数据二．用螺旋测微器测量细丝直径 1.用螺旋测微器测量细丝直径 2.记录数据六、实验用到的数据 D=（ L／l）×5λ 钠灯波长λ= 七、注意事项

光电细丝直径测量

西安工业大学北方信息工程学院课程设计(论文) 题目：细丝直径测试仪系别：光电信息系专业：测控技术与仪器班级：B110102 学生：董博学号：B11010203 任课教师：吴玲玲 2014年10月

目录 1绪论 (6) 1.1前言 (6) 1.2基于CCD测径仪的发展现状国外发展现状 (6) 1.3 国内发展现状 (7) 1.4论文的主要内容 (8) 2测量原理和方案论证 (8) 2.1利用衍射法测量细铜丝直径 (8) 2.2利用分光法测量细铜丝直径 (9) 2.3线阵CCD测量直径系统测细铜丝直径 (10) 2.4 成像系统 (13) 2.5设计方案的论证与选择采用 (14) 3 系统设计 (15) 3.1整体系统设计 (15) 3.2光学系统设计 (16) 3.2.1光源 (16) 3.2.2光源照明 (16) 3.2.3成像光学系统 (16) 3.3机械系统设计 (16) 3.3.1机械设计的原理和要求 (16) 3.3.2机械设计的保险装置 (16) 3.2.3机械设计的稳定性 (16) 3.4电路系统设计 (16) 3.4.1低通滤波器 (16)

3.4.2相关双采样 (16) 3.4.3差分放大电路 (16) 3.5数字图像处理及报警系统设计 (16) 3.5.1系统组成 (16) 3.5.2块方向的选取 (16) 3.5.3单位标定 (16) 3.5.4细丝直径的获取 (17) 3.5.5直径的测量 (17) 4 实验结果及影响测量精度的主要因素分析 (18) 4.1光学系统对测量精度的影响分析 (18) 4.1.1影响测量精度的因素及对策 (18) 4.2信号处理电路对测量精度的影响分析 (18) 4.2.1零点漂移对测量精度的影响 (18) 4.2.1被测工件的均匀性对测量精度的影响 (18) 4.2.2误差分析 (19) 4.3图像处理对测量精度的影响 (19) 4.3.1标定误差 (19) 4.3.2示值显示误差 (19) 4.3.3误差合成 (19) 4.3.4仪器误差 (19) 5 结论 (20) 参考文献 (21)

用干涉法测细丝直径实验结果讲解

重庆工商大学大学物理实验（光学）设计性实验报告实验题目：用干涉法测细丝直径指导老师：龙涛、唐裕霞实验设计：林志发、刘洋青、谢成学院：计算机科学与信息工程学院专业：应用物理学班级：13金融物理学

本次设计性实验分工姓名学号分工林志发 2013136139 实验设计和数据分析刘洋青 2013136119 实验设计和预习报告谢成 2013136122 实验设计和现场分析用干涉法测细丝直径一、实验名称用干涉法测细丝直径二、实验目的 1、学会根据现有实验条件，合理设计实验方法； 2、通过实验加深对等厚干涉原理及干涉概念的理解； 3、学会读书显微镜的正确使用；三、实验仪器：钠光灯，数显微镜，载玻片，盖玻片，细丝（铜丝，铁丝，头发丝）四、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，两玻璃片之间就形成一空气薄层（空气劈）。在单色光束垂直照射下，经劈尖上、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。

图1 图2 相邻两暗纹（或明纹）对应的空气厚度则细丝直径D为为干涉条纹总条纹 L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） λ为钠光波长，λ = mm 103.5896-? 已知入射光波长λ，测出0N 和,就可计算出细丝（或薄片）的直径。实验内容：（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0N 。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)2/(0λL N D =计算细丝直径D 平均值和不确定度。实验操作方法：在做实验前，必须知道载玻片，盖玻片，细丝的正确放置方法，如图所示： L D