劈尖干涉法测细丝直径(参考模板)
劈尖干涉测细丝直径ppt课件
n1
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e
n6Βιβλιοθήκη 、劈尖干涉测细丝直径原理装置
光程差
明纹 暗纹
7
2、劈尖干涉测细丝直径原理
劈尖干涉条纹分布特点 光程差：
（1） 棱边处：
有半波损失，光程差：
为暗纹。
2
棱边处为0级暗纹。
条纹级次依次增大
8
2、劈尖干涉测细丝直径原理
（2）相邻明纹 (或暗纹) 所对应的薄膜厚度差
测细丝的直径
θ D
L
（1）利用显微镜读数标尺测
出N个条纹长度，例如：30条
l
明条纹间长4.295mm；
l = 4.295/29mm
12
2、劈尖干涉测细丝直径原理
测细丝的直径
D
L
l
DL
2l
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3、小结 （1）微小量测量-- 劈尖干涉法
（2）干涉条纹特点 （3）细丝直径测量：
14
思考：
已知波长λ，如何通过劈尖干涉条纹数目变 化测膨胀量△l ？
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l
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2、劈尖干涉测细丝直径原理
（3）相邻明纹 (或暗纹) 间距
l
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2、劈尖干涉测细丝直径原理
劈尖干涉条纹变化特点
相邻明纹 (或暗纹) 间距 l 2
变大条纹变密，反
之变疏。
每一条纹对应劈尖 内的一个厚度，厚度改 变时，对应的条纹随之 移动。
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2、劈尖干涉测细丝直径原理
1
内容导航
劈尖干涉简介 劈尖干涉测细丝直径原理
总结与思考
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L6 根据公式和测量的数据计算出细丝的直径和不确定度数据处理与实验结果表达式：S=(0.212+0.220+0.216+0.218+0.220)÷5=0.2172mm L=45.2mm D=2λ•S L =2172.02.452103.5896-⨯•=0.061mmU l =0.01mmU s =t)1()(12--∑=n n S Snn i=2.78⨯0.00665=0.0185U r =22)()(SU L U S l +=00029.0=0.017U D =r U D ⨯=0.013⨯0.017=0.0221 最后结果为D=D ±U D =0.061±0.0221mm U r =DU D ⨯100%=1.61%结束语本次试验让我们学习到了光的等厚干涉原理，利用这一原理我们学会了如何测量细丝的直径，使我们受益匪浅，实验过程中我们应当多次测量，因为实验过程中存在较大误差，应该仔细认真以免读数发生错误。
利用劈尖干涉测定细丝直径的实验研究(优选)word资料
利用劈尖干涉测定细丝直径的实验研究(优选)word资料东北电力学院学报第23卷第2期 Journal Of Northeast China Vol.23,No.22003年4月Institute Of Electric Power EngineeringApr.,2003收稿日期:2002-12-16作者简介:冯颖(1960-,女,东北电力学院数理科学系物理专业副教授.文章编号:1005-2992(200302-0046-04利用劈尖干涉测定细丝直径的实验研究冯颖,宋瑞丽,王连加(东北电力学院数理科学系,吉林吉林132021摘要:劈尖干涉测细丝直径,是等厚干涉实验的具体应用。
而实测中等厚干涉条纹间距并不相等。
对这一实验现象进行较为深入的理论分析和解释,并给出了减小误差的测试方法。
关键词:劈尖;等厚干涉;条纹;光程差中图分类号:O 433.1 文献标识码:A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,理论结果与实验事实存在着矛盾,即实际测量中等厚干涉条纹的间距并不相等。
如何解释这一实验现象,又如何减小测量误差,本文针对这一问题作了具体的分析和研究。
1 劈尖干涉原理及实验公式将两块光平玻璃板叠在一起,在一端插入细丝,两板间形成空气劈尖(如图1所示。
当单色光垂直照射时,由CD 上表面与AB 下表面反射的两束光在AB 面附近相遇而产生干涉,形成与劈尖棱边平行、明暗相间的等厚干涉条纹(如图2(a所示。
因空气折射率n =1,当角很小时,光程差近似为[1]:图1 空气劈尖干涉光路图=2d +2式中为入射光的波长,d 为干涉条纹所在处对应的劈尖厚度。
当=2d +2=(2k +12(k =0,1,2, ,有半波损失得第k 级暗条纹,与k 级暗条纹对应的劈尖厚度为:d =k 2由此式可知:当k =0时,d =0,两玻璃板接触线(即劈尖棱边处为零级暗条纹。
劈尖干涉测细丝直径ppt课件
θ D
L
（1）利用显微镜读数标尺测
出N个条纹长度，例如：30条
l
明条纹间长4.295mm；
l = 4.295/29mm
.
12
2、劈尖干涉测细丝直径原理
测细丝的直径
D
L
l
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DL
2l
13
3、小结 （1）微小量测量-- 劈尖干涉法
（2）干涉条纹特点
（3）细丝直径测量：
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思考：
已知波长λ，如何通过劈尖干涉条纹数目变 化测膨胀量△l ？
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劈尖干涉简介 劈尖干涉测细丝直径原理
总结与思考
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2
身高测量
头 发 丝 粗 细 怎 么 测 ？
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3
薄膜干涉
1
空气 2
3
dn
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4
1、劈尖干涉简介
两个表面很平的玻璃片，一端相交，夹角θ很小， 形成一个劈尖形的透明薄膜，称为空气劈尖。
棱边
空气劈尖
.
5
1、劈尖干涉简介
劈尖干涉：入射单色光经劈尖上、下表面反射， 在上表面相遇而产生的干涉。
光干涉条件：同频率、相位差恒定、传播方向相同。
n1
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e
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2、劈尖干涉测细丝直径原理
装置
光程差
明纹 暗纹
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2、劈尖干涉测细丝直径原理
劈尖干涉条纹分布特点 光程差：
（1） 棱边处：
有半波损失，光程差：
为暗纹。
2
棱边处为0级暗纹。
条纹级次依次增大
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2、劈尖干涉测细丝直径原理
（2）相邻明纹 (或暗纹) 所对应的薄膜厚度差
(整理)噼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 λλδ=+=+=时，干涉条纹为暗纹与 k 级暗条纹对应的薄膜厚度为：2k e kλ= 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lN 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。
劈尖干涉测量头发丝直径
劈尖干涉测量头发丝直径
毛发细微的直径量测是理发修剪中一个很重要的步骤，但对于头发更细的非对称形状
有时可能无法轻易地，比如发尖分层剪法，是为了形成假发尖而精确分割头发，例如飘逸、分层、蓬松等剪法。
传统的测量方法如拉尖、刮尖等，工作效率低下、损伤头发、准确度差，这种情况下就需要采用更好的测量方式以获得更准确的结果。
干涉测量，是利用光干涉原理进行断面测量的一种技术，是用双光束，一束穿过细微
的实体拉尖，另一束作为基准，两者相交，就形成一个不受外界因素影响的自然光环，反
射环会呈现出完整的周期性光条，在这样一种周期性结构里旋转，就可以看出其中头发丝
直径的尺寸，并且通过计算可以测量出它的精准结果。
干涉测量的最大优势在于操作简单，无需任何的标定，只需要直接拖动鼠标让测量光
柱旋转即可。
另外，因为数字化，所以使用者可以实时调整测量方式，比如更改连续的长
度测量的步长、方向旋转的幅度等，并可以直观看到结果，方便且准确。
在使用干涉测量头发丝直径时，测量师会为客户定制匹配度更高的发尖，因此，客户
可以得到更精确的修剪效果，优化修剪效果，提高客户满意度。
总而言之，干涉测量头发丝直径是一种精确、易操作、准确测量的方法。
通过它，理
发师可以做到更加精确的分层修剪，以达到精确的发尖廓形，最大限度地减少头发的损坏，从而提升客户的满意度。
劈尖干涉测量细丝直径
劈尖干涉测量细丝直径
利用分割尖干涉测量细丝直径是一个使用广泛的有效技术，可以用于非常薄而又软的
微丝材料测量，具有优异的准确度和灵敏度，可以给量子光子学、量子科学等领域的研究
带来很大的帮助。
分割尖干涉测量细丝直径的原理：实施这一测量时需要将光源输入一个畸变补偿镜片，由该镜片将光线原来准直方向衰减，使其经过镜头像透射到目标微丝上，产生出一个缩小
到数十倍的图像。
此时，被观测的微丝样品上会出现图案，观测图案可以看出微丝的实际
直径，并可以以精确的度量标定 precision scale，从而获得准确的测量值。
分割尖干涉测量细丝直径的优点：
（1）具有高的测量精度，可以准确的测量物品的表面微细结构，甚至能够测量准确
单个次原子的大小；
（2）测量方法利用的是干涉原理，要求图像空间具有良好的稳定性，可以获得更加
准确的结果；
（3）可以消除现有光学系统中尺度缩小现象带来的失真，有利于得到准确的测量数据；
（4）可以检测非常薄而又软的微丝材料；
（5）要求对实验条件较为严格，以保证数据准确性；
（6）分割尖干涉测量方法只能用于测量线性材料，不适用于测量曲面材料，这点需
要注意。
因此，分割尖干涉测量技术被广泛用于细丝直径的测量，能够为特定行业解决不同维
度的技术难题。
它结合了准确性、直观性以及高灵敏度的特点，因此在微丝直径测量方面
具有显著的优势。
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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
L=42.36mm
()167.0168.0167.0169.0169.0167.0167.05
1
=+++++=S mm 210474.7167
.036.422-⨯==•=
λS L D m m 01.0=L U
()
()
()
()
2
2
5
1
i i
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1
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s 10896.50212.078.2155167.078.21S t
-==⨯=⨯=--⨯
=--=∑∑S
n n S U ()
353.0353.010316.222
52
2
r =+⨯=
⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=-S U L U U s L
32r 10638.2353.010474.7--⨯=⨯⨯=⋅=U D U D
最后的结果为：
mm 10638.210474.732--⨯±⨯=±=D U D D
%526.310
474.710636.2%10023
r =⨯⨯=⨯=--D U U D 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，2006
[2]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。