劈尖干涉测量细铜丝直径实验报告
细铜丝直径测定-设计性实验1
：班级学号姓名指导教师 成绩实验题目 细铜丝直径测定的设计性实验 实验时间一、[实验目的]1、 利用光的干涉和衍射、驻波或直流双臂电桥原理测量细铜丝的直径。
2、 培养独立解决问题的能力，加强相关知识点的理解和运用。
二、[实验内容] 测量细铜丝的直径 三、[实验仪器与用具]He-Ne 激光器，细铜丝，米尺，支架若干。
四、[实验原理] 单缝夫琅禾费衍射法光通过障碍物时会绕过障碍物发生衍射，光能过细丝与通过单缝时发生的现象是互补的。
如下图所示，用平行光射入狭缝时，在AB 两点在θ处会在P 点处产生光程差 δ＝AC=asin θ,1、当λλθδk ka BC ±=±===22sin ，k =1，2，…… （*） 在P 点处的总光强为零，观察屏上P 点为单缝衍射光强暗条纹的中心，2、当2)12(sin λθδ+±===k a BC ，k=1，2， …… 在P 点处的总光强为一个窄波带，观察屏上P 点为单缝衍射光强的明条纹的中心，3、当0=θ时，即AB 上所有次波的衍射光线都平等于L 的主光轴传播，在L 处的焦平面上形成最大光强，对应条纹为中央条纹的中心。
如上图所示在光轴附近θ很小，所以Lx k =≈θθtan sin ，又由（*）式有k x L k d λ=(1)。
四、[实验步骤]1.先调节激光源，使其在光屏上找到一个最亮最小的光点。
2放上铜丝，使细铜丝尽量对准激光光源的中心。
3．观察现象，测量相关数据。
五、[数据处理]（一）（二）（三）由图（一）、（二）可知道 光源位置cm L 42.10|8.3639.404||9.4048.497|1101=-⨯-+=光屏位置cm L 93.142|0.4930.414||0.4935.577|11421=-⨯-+=所以cm L L L 51.132|42.1093.142||12|=-=-=由图（三）所示可知单位坐标长度m c 41089.1|)7.127(7.180|1-⨯=---=，又由式（1）可得kk x c Lk d ∆=λ,其中nm 8.632=λ。
劈尖干涉法测细丝直径
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 =mm103.5896-⨯已知入射光波长λ，测出N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，根据式计算)2/(0λL N D =细丝直径D 平均值和不确定度。
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()212A --⋅∆=∆-n r x x U2101999908.0129.02--⋅=-00062.0=mm 第一组中l 的相对不确定度()()2B 2A x U x U U ∆+∆=2200062.00005.0+= mm 00079.0=第二组中l 的A 类不确定度()212A --⋅∆=∆-n r x x U2101999949.0130.02--⋅=- mm 00046.0=第二组中l 的相对不确定度()()2B 2A x U x U U ∆+∆=2200046.00005.0+= mm 00067.0=第三组中l 的A 类不确定度()212A --⋅∆=∆-n r x x U2101999984.0131.02--⋅=-mm 00026.0=第三组中l 的相对不确定度()()2B 2A x U x U U ∆+∆=2200026.00005.0+= mm 00056.0=经过使用劈尖干涉法测量三组不同位置金属细丝的直径，在2%的相对误差范围内，能够体现出劈尖干涉法测量毫米级别直径时的较高精确度，且可证明得金属细丝并不均匀，其不同位置的直径存在-3⨯数量级的差异。
干涉法测量金属细丝直径
干涉法测量金属细丝直径作者：刘莹来源：《中小学实验与装备》 2014年第2期长春工程学院理学院（130012）刘莹1实验原理如图1所示，两块平板玻璃叠放，其间夹入薄片或细丝状物体的时候，玻璃之间就形成一空气劈尖。
在单色平行光垂直照射下，玻璃上出现明暗相间、间距相等的平行于玻璃棱边的干涉条纹。
根据波动光学理论，空气劈尖上、下表面反射光是相干光。
如若在劈尖内空气层厚度为e 处，其两相干光的光程差为：在实验室中采用钠光灯照射劈尖，其波长λ=589.3×10－9 m。
由上式可知，只要利用游标卡尺或读数显微镜测得金属丝所在位置到劈尖棱边的距离L以及条纹间距Δl，即可获得金属丝直径e的数值。
此外，④式中的L/Δl，即是视场中所观察到从劈尖棱边至金属丝之间干涉暗纹的数目，用K表示，则上式可以表示为：可见只要利用读数显微镜读得K值，同样可以获得金属丝直径e的数值。
2实验数据处理与实验结果2.1实验方法之一于是，金属细丝直径的测量结果表示为:e=(3.89±0.02)×10－5m2.3注意事项一是使用测微显微镜测量时，为避免产生回程误差，测微刻度轮应沿同一方向旋转，不可中途反向；二是在测量数据之前需调整细丝的位置，以使条纹间距适当。
金属细丝的位置距离劈尖棱边如果太近，会因为干涉条纹过密而分辨不清；如果太远，会因为干涉条纹过于稀疏，造成条纹数目过少而增大测量的不确定度。
3体会借助游标卡尺、千分尺等工具测物体直径。
虽然操作简单、效果直观，但精度较低。
本实验运用光学等厚干涉理论进行测量，结果的精度较高。
同时结合光学原理的运用，将普通的长度测量这类基础性实验上升为综合性、设计性的实验项目，对于激发学生的实验兴趣，培养他们创造的能力十分有益。
收稿日期：2014-03-03。
细丝直径测试实验报告
一、实验目的1. 掌握使用劈尖干涉法测量细丝直径的原理和方法。
2. 熟悉光学仪器（如读数显微镜）的使用。
3. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理劈尖干涉法是一种基于等厚干涉原理的测量方法。
当两块平面玻璃板间夹有一细小物体时，两板间形成一空气劈尖。
当单色光垂直照射到劈尖上时，从劈尖上下表面反射的两束光会发生干涉，形成明暗相间的干涉条纹。
根据干涉条纹的间距和已知的光波长，可以计算出细丝的直径。
三、实验仪器与材料1. 读数显微镜2. 钠光灯3. 空气劈尖4. 细丝（直径约为0.1mm）5. 游标卡尺6. 计算器四、实验步骤1. 将细丝放置在空气劈尖的一端，确保细丝与劈尖的棱边平行。
2. 将空气劈尖放置在显微镜的载物台上，调整显微镜的焦距，使细丝的像清晰可见。
3. 调整钠光灯的亮度，使干涉条纹清晰可见。
4. 使用游标卡尺测量细丝到劈尖较远一端边缘的距离L，记录数据。
5. 观察并记录相邻两暗条纹的间距k。
6. 计算细丝直径D，公式为：D = k × (λ/2) × L，其中λ为钠光波长，取589.3nm。
五、实验结果与讨论1. 实验数据如下：| 组别 | L (mm) | k (mm) | D (mm) || ---- | ------ | ------ | ------ || 1 | 0.5 | 0.1 | 0.2945 || 2 | 0.5 | 0.095 | 0.2848 || 3 | 0.5 | 0.09 | 0.2695 || 4 | 0.5 | 0.085 | 0.2548 || 5 | 0.5 | 0.08 | 0.2395 || 6 | 0.5 | 0.075 | 0.2248 |平均直径D = (0.2945 + 0.2848 + 0.2695 + 0.2548 + 0.2395 + 0.2248) /6 = 0.2536mm2. 讨论：通过实验，我们验证了劈尖干涉法测量细丝直径的原理和方法。
劈尖干涉测定金属细丝不同位置直径
劈尖干涉测定金属细丝不同位置的直径系别：化学与药学系专业班级：食品质量与安全19班姓名：肖仰青、魏俊萍指导教师：王天会【摘要】劈尖干涉测细丝直径，是等厚干涉实验的具体应用。
而实测中，同一条细丝的不同位置直径并不相等。
对这一实验现象进行较为深入的理论分析和解释。
并证明同一条金属细丝不同位置的直径存在差异。
【关键词】劈尖干涉；细丝直径；测量位置；多次测量 1.引言干涉和衍射是光的波动性的具体表现。
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细丝直径,是一项很好的设计性实验。
但是在实验中我们发现,同一条金属细丝不同位置的直径存在差异，与设想中均匀的金属细丝有所不符。
如何解释这一实验现象,又如何准确测量出直径,本文针对这一问题作了具体的分析和研究。
2理论分析、实验系统、实验数据处理、实验结论 实验准备仪器钠光灯，读数显微镜，劈尖装置，细丝，游标卡尺、钢板尺。
实验原理如图4将细丝插入两光学平玻璃板的一端，形成一空气劈尖。
单色光垂直照射到空气劈尖表面，上下表面的反射光发生干涉，在劈尖表面形成明暗等间隔的干涉条纹。
劈尖干涉属于等厚干涉条纹。
在两玻璃片交线处为零级暗条纹。
1、劈尖干涉测直径原理厚度为d 的地方，上下表面反射光的光程差为： 在第k 级暗条纹出有 ()12222+=+=∆k d k k λλ在第1+k 级暗条纹出有相邻暗条纹的厚度差21λ=-=∆+k k d d d相邻暗条纹间隔 , 因为夹角小于1度，在5<θ时，θθtan sin ≈，所以，距离棱边L 处的细丝直径2λ⋅∆=x L D 只要能测得劈尖棱边长L ，相邻暗条纹间隔x ∆，已知波长就能够测量细丝直径。
实验步骤1、将金属长细丝夹在劈尖两玻璃的一端，另一端直接接触，形成空气劈尖，然后置于一侧显微镜的载物平台上。
x x ∆=∆=22tan λλθLD=θsin2、开启钠光灯，调节半反射镜使钠光灯黄光充满整个视场，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。
实验报告：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一、实验目的1、熟悉劈尖干涉仪的使用方法；2、通过劈尖干涉仪测量细丝的直径。
二、实验原理劈尖干涉仪是一种常用于测量小尺寸物体形状和参数的设备，它主要利用光的干涉来实现精确测量。
本实验所用的劈尖干涉仪原理如下：1、劈尖干涉的基本原理将一束来自同一单色光源的光分成两束，经过劈尖后其成为相干光，并在检干板上产生干涉条纹。
若将此时检干板与参考板间的距离稍微改变，则会引起检干板上条纹的移动，若此距离为λ/2，则条纹移动的条数为1，称为“一级条纹”。
距离再减小λ/4，则会出现“二级条纹”，以此类推。
2、利用劈尖干涉仪测量物体直径利用劈尖干涉仪测量物体直径的原理是：通过光学显微镜观察待测细丝与有孔参考板同时在视场中，通过改变有孔参考板与检干板之间的距离使得两组干涉条纹重合，此时移动的距离可以测得，由此求得细丝直径。
三、实验器材劈尖干涉仪、金属细丝、电动移动台。
四、实验步骤1、打开劈尖干涉仪电源，调节光源至适宜亮度；2、调节劈尖、调出最大对比度干涉条纹；3、把有孔参考板与检干板的距离初设为零，将金属细丝放在待测位置，使其与有孔参考板上的一条孔线垂直；4、启动电动移动台，调整待测物体移动到参考板的孔中；5、用显微镜观察参考板上方和下方的干涉条纹，调整镜头使两条干涉条纹相互重合，使得这两条干涉条纹振动条数最小。
6、读出微动台位置值，并计算细丝直径。
五、实验结果经过多次测量，测得细丝直径为0.08mm。
六、实验分析实验结果准确，说明劈尖干涉仪能够准确地测量物体的直径。
因为劈尖干涉仪底座和测量细丝的线径差不多，所以导致测量误差较大。
此种情况下，用显微镜观测干涉条纹，调整了一个定位器，标记出参考板和细丝的位置，就能使细丝处于干涉条纹的中线上，从而减小测量误差。
七、实验小结通过本次实验，我熟练掌握了劈尖干涉仪的使用方法，并掌握了劈尖干涉仪测量物体直径的原理和方法，增强了实验能力。
在未来的实验过程中，我将更加努力地学习物理实验课程，尽力提高实验能力，为日后的科学研究打下坚实的基础。
细丝直径测定实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握劈尖干涉法测量细丝直径的原理。
2. 学会使用读数显微镜和钠光灯等实验仪器。
3. 通过实验，提高对等厚干涉现象的认识，并掌握相关测量技术。
二、实验原理劈尖干涉法是利用劈尖干涉现象来测量细丝直径的一种方法。
实验原理如下：当两块平板玻璃的一端夹持细丝，并在其间隙形成一空气劈时，当单色光垂直照射到劈尖上时，经过劈尖上下表面的反射光会产生干涉现象。
根据干涉条纹的间距和已知的光源波长，可以计算出细丝的直径。
三、实验仪器与材料1. 钠光灯2. 读数显微镜3. 空气劈尖4. 细丝5. 游标卡尺6. 记录本四、实验步骤1. 将细丝夹持在平板玻璃之间，形成空气劈尖。
2. 调整钠光灯，使其发出的光束垂直照射到劈尖上。
3. 将空气劈尖放置在显微镜的载物台上，调整显微镜，使观察到清晰的干涉条纹。
4. 记录相邻暗条纹的间距，重复多次，取平均值。
5. 用游标卡尺测量劈尖的长度，记录数据。
6. 根据实验原理和公式计算细丝的直径。
五、实验数据与处理1. 记录相邻暗条纹的间距：L1 = 0.2mm，L2 = 0.3mm，L3 = 0.25mm，L4 =0.22mm2. 记录劈尖的长度：L = 5.0mm3. 计算相邻暗条纹的平均间距：L_avg = (L1 + L2 + L3 + L4) / 4 = 0.23mm4. 根据公式计算细丝的直径：D = λ L_avg / 2 = 589.3nm 0.23mm / 2 = 0.0688μm六、实验结果与分析通过实验，我们成功测量了细丝的直径，结果为0.0688μm。
与理论值0.06mm相比，实验结果存在一定的误差。
误差产生的原因可能包括以下方面：1. 实验仪器精度限制：读数显微镜和游标卡尺的精度有限，导致测量结果存在误差。
2. 干涉条纹的观察和记录：观察和记录干涉条纹时，可能存在人为误差。
3. 空气劈尖的制备：空气劈尖的制备过程中，可能存在厚度不均匀等问题，影响测量结果。
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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
次数n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 每
100.8250.8270.8320.8340.8360.8140.8180.8220.8020.808宽度0 2 4 5 2 3 2 1 1 2 /cm
平均0.8221
值
L=41.053cm
得出每十个暗条纹之间间距
1=0.8221cm
所以，最后得出
=10*589.3*104*410.53.6/(8.221*2)
六、实验总结:
实验中把劈尖放置好，在显微镜中找到像比较简单，在测量的时候花的时问比较多，
为此测量r较多的数据。
感觉实验前把细缝拉直，把镜片擦干净会使观察起来比较清晰。
测量的时候人部分数据都是比较正常的，劈尖实验确实和牛顿环的实验有相似之处。
总体来说在测量的时候有点耐心整个实验很快就能完成。
这次实验通过光的干涉的性质，4i仅将光学的知识运用到实验，也让我们复习刘r显微镜的调节，以及读书的方法。
通过这个实验提高我们的动手能力，和对实验的理解能力还是有很人帮助的。