劈尖干涉测量细丝直径新法

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劈尖干涉测细丝直径ppt课件

光干涉条件：同频率、相位差恒定、传播方向相同。
n1
n1
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
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：
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
ek
e
ek1
9
2、劈尖干涉测细丝直径原理
（3）相邻明纹 (或暗纹) 间距
l
e
ek ek1
l 2
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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

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。

不同方法测量金属细丝直径的精确度比较

不同方法测量金属细丝直径的精确度比较（实验者：秦佳蕾同组实验者：杨莹指导教师：竺江峰）（A09生科 0 652506， A09生科 0 652514）摘要：分别用螺旋测微器法，缠绕法，劈尖干涉法测漆包线的直径，然后比较三种方法所测得结果的准确性以及它们的优缺点。

结果表明：缠绕法所测结果误差最大，劈尖干涉法所测结果误差最小。

关键词：螺旋测微器法缠绕法劈尖干涉法准确性优缺点 1、引言：目前，测细金属丝直径的方法有很多种，但是，并不是每一种都很精确，每一种都存在一定的误差。

所以在本实验中，我们将采用三种我们平时就熟悉的三种方法: 螺旋测微器法，缠绕法，劈尖干涉法来测细金属丝的直径，用三个结果分别与理论值来进行比较，从而来得出三种方法的准确性；同时得出它们的优缺点。

本次实验中所采用的细金属丝是漆包线。

2、设计原理及方法： 2.1 原理2.1.1 用螺旋测微器法：用螺旋测微器直接测量出细金属丝的直径1d . 2.1.2 用缠绕法测：Ld N=(L 为N 圈细金属丝的宽度) 2.1.3 用劈尖干涉法测：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。

把直径为d 的细金属丝垫进两片光学玻璃之间的一端，在两玻璃片之间形成的空气薄膜称为劈尖，两玻璃的交线称为棱边。

平行于棱边的线上，劈尖空气薄膜厚度相等。

如图2（a ）所示，当平行单色光垂直入射到玻面上时，从空气薄膜上、下表面反射的光就在薄膜表面附近相遇而发生干涉。

因此观察介质表面就会看到明暗相间的直线干涉条纹，如图2（b ）所示。

图2（a ）图2（b ）两束光的光程差：2e λδ=2+(1——1)当δ=Kλ（k=1，2，…）是为亮条纹；2λδ=(2K +1)（k=1，2，…）是为暗条纹。

两相邻暗纹（或亮纹）对应的劈尖厚度之差为：12k k e e +λ-=（1——2）若两暗纹之间的距离为l ，则夹角为θ：tg lλ/2=（1——3）设细金属丝至棱边的距离为L ，则细金属丝的直径为;2L d Ltg l θλ==⋅ （1——4） 2.2 实验方法（包括仪器、步骤）读数显微镜螺旋测微器游标卡尺漆包线笔杆劈尖（1）、用螺旋测微器测：在漆包线上取4个不同的点，用螺旋测微器分别量出其直径，并记录到表格。

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

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 Engineering
Apr.,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.
前面的数据表就是选择测量方法4取得的测量数据和计算结果,下面对其测量结果进行误差估算:
取L = l =0.01mm (读数显微镜的最小刻度, =5 10-7
mm
相对误差:E = D D =| L L |+| l l |+|
|=0.22%
绝对误差: D =E D =0.22% 0.074=0.001(mm
测量结果:D D =0.074 0.001(mm
从上式相对误差的传递公式我们可以看出,实验参数L、l选择大些则可以减小测量误差。
4结论
为了尽量减小系统误差、仪器误差、测量误差,我们在具体实验中:(1采取选择测量方法4连续测量;
(2采取在读数显微镜允许的测量范围内使细丝位置尽量远离劈尖棱边,以增大L的测量值;(3采取多次测量利用逐差法处理实验数据,以增大l的测量值(见表l值为60条干涉条纹的间距。
因为测量细丝直径的实验公式,是在忽略入射角对光程差影响的近似条件下导出来的,并且又仅适
48东北电力学院学报第23卷
用于等间距的干涉条纹。而在实际测量中干涉条纹间距不相等,这样就造成理论上的系统误差。又因在劈尖制作上不够规范以及读数显微镜的测量范围较小(小于5cm。又造成测量上的仪器误差。因此,我们在实际测量时应选择测量方法4。并采用逐差法处理实验数据,可以消减系统误差。

(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。

劈尖测量实验报告

一、实验目的1. 理解劈尖干涉的原理及其应用。

2. 学习使用劈尖干涉法测量细丝直径的方法。

3. 培养实验操作技能和数据处理能力。

二、实验原理劈尖干涉是利用劈尖形薄板的两个表面形成的空气薄膜进行干涉，通过观察干涉条纹，可以测量薄膜的厚度。

在本实验中，我们利用劈尖干涉法测量细丝的直径。

实验原理如下：1. 当一束单色光垂直照射到劈尖形薄板的两个表面时，光在空气薄膜的上下表面发生反射，形成两束相干光。

2. 由于空气薄膜的厚度不同，两束反射光的光程差也不同，从而产生干涉现象。

3. 干涉条纹的间距与空气薄膜的厚度成正比，因此可以通过测量干涉条纹的间距来计算空气薄膜的厚度，进而测量细丝的直径。

三、实验仪器与设备1. 劈尖形薄板2. 单色光源（如钠光灯）3. 平面镜4. 读数显微镜5. 精密尺6. 记录本及笔四、实验步骤1. 将劈尖形薄板放置在实验台上，确保其水平。

2. 使用单色光源照射劈尖形薄板的两个表面，使光线垂直照射。

3. 在劈尖形薄板的另一侧放置平面镜，使反射光线垂直照射到读数显微镜上。

4. 调节读数显微镜，使其与平面镜平行，确保观察到的干涉条纹清晰。

5. 记录干涉条纹的间距，并计算空气薄膜的厚度。

6. 改变劈尖形薄板的倾斜角度，重复上述步骤，记录多组数据。

7. 根据实验数据，绘制空气薄膜厚度与干涉条纹间距的关系曲线，并计算细丝的直径。

五、实验数据与结果1. 干涉条纹间距与空气薄膜厚度的关系曲线如下：图1 干涉条纹间距与空气薄膜厚度的关系曲线2. 细丝直径的计算结果如下：表1 细丝直径测量结果| 测量次数 | 干涉条纹间距（mm） | 空气薄膜厚度（mm） | 细丝直径（mm）|| -------- | ------------------ | ------------------ | -------------- || 1 | 0.5 | 0.001 | 0.001 || 2 | 0.4 | 0.0008 | 0.0008 || 3 | 0.6 | 0.0012 | 0.0012 || 4 | 0.3 | 0.0006 | 0.0006 || 5 | 0.4 | 0.0008 | 0.0008 |六、实验结论通过劈尖干涉法测量细丝直径的实验，我们成功了解了劈尖干涉的原理及其应用。

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。

劈尖干涉测量细丝直径新法

参考文献(2条) 1.赵家凤大学物理实验 1999 2.姜长来大学物理实验 1995
本文链接：/Periodical_dxwlsy200904009.aspx
收稿日期：２００９—０１—２７
・－——３４－－——
万方数据
２移位法测量细丝直径原理在劈尖玻璃面垂直于交线的方向上选取口，ｂ两点，口，ｂ之间的距离用Ｓ表示。若将细丝分别放在口、６处，依据式（１）有：在口处
（２）
ｄ＝掣
式（２）中，Ｌ为劈尖交线到ｂ点的距离，Ｓ为口，ｂ两点间的距离，茗。为ｎ条干涉条纹对应的长度。
５。
（２）将细丝放在ｂ处，测量出ｎ条干涉条纹对应的长度茗ｈ。
（３）将细丝放在口处，测量出／ｉ．条干涉条纹对应的长度聋。。
（４）以上测量重复三次以上，将其平均值代入式（４），计算出直径ｄ。４讨论若口，ｂ两点取在下玻璃片上，在两次测量过程中劈尖交线不能与下玻璃片有相对左右的移动。另外，若在较线和下玻璃片均不移动的情况下，测量可以更为简便，即：取Ｓ＞
ａｃｃｕｒａｔｅ
ｎｏｔ
ｍｅａｓｕｒｅｄａｃｃｕｒａｔｅｌｙｉｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｎ
ａｒｅ
ｔｈｅ
ｄｅｇｒｅｅ
ｏｆｄｉａｍｅｔｅｒｉｓ
ｔｏ
ａｆｆｅｃｔｅｄ，ｂｅｃａｕｓｅｂｅｔｈｓｉｄｅｓ
ｏｆｔｈｅｗｅｄｇｅ
ｂｙｂｒａｃｋｅｔ．Ｉｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ
Ｗａｙ
ｏｆＵｓｉｎｇ
Ｗｅｄｇｅ
ａ
Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ
ＥｑｕｉｐｍｅｎｔｔｏＭｅａｓｕｒｅ
Ｆｉｌａｍｅｎｔ
Ｄｉａｍｅｔｅｒ
ＷＡＮＧＷｅｉ—ｘｉｎｇ，ＧＡＯＲｕｉ—ｆｅｎｇ

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。

实验报告-用劈尖干涉测量细丝的直径_报告

实验报告-用劈尖干涉测量细丝的直径_报告----------------------------------最新精选范文公文分享-----欢迎观看-----------------------------------------------实验报告:用劈尖干涉测量细丝的直径_报告实验报告: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: 深入了解等厚干涉.设计用劈尖干涉测量细丝直径的方法 .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: 读数显微镜纳光灯平玻璃两片待测细丝四、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.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:2λ+λ/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.显然:δ=2d+λ/2=*λ/2k=0,1,2,3,……………?δ=2d+λ/2=kλ k=1,2,3,………………?--------------------------------------------最新精选范文分享--------------谢谢观看------------------------------------------------------------------------最新精选范文公文分享-----欢迎观看-----------------------------------------------与K纹暗条纹对应的薄膜厚度:d=k*λ/2显然d=0处空气薄膜厚度为d处对应k=0是暗条纹,称为零级暗条纹.d1=λ/2处为一级暗条纹,第k级暗条纹处空气薄膜厚度为:dk=kλ/2 ……………?两相邻暗条纹对应的劈尖厚度之差为d=dk+1-dk=λ/2………………?若两暗条纹之间的距离为l,则劈尖的夹角θ,利用sinθ=λ/l………?求得.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和条纹间距L,由?式及sinθ=D/L求得:D=Lsinθ=L*λ/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N0和从交纹到金属丝的距离L,那么 --------------------------------------------最新精选范文分享--------------谢谢观看-------------------------------------- ----------------------------------最新精选范文公文分享-----欢迎观看-----------------------------------------------N=N0L…D=N0L*λ/2五、实验内容与步骤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.由式?可知当波长λ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,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*λ/2=n*l*λ/2.λ=589.3nm次数n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10每10宽度/cm 0.8021 0.8082 0.8143 0.8182 0.82210.8250 0.8272 0.8324 0.8345 0.8362平均值/cm 0.8221L=41.053cm得出每十个暗条纹之间间距 l=0.8221cm所以.最后得出 D=N0*λ*L/=10*589.3*10-6*410.53.6/=0.0147mm--------------------------------------------最新精选范文分享--------------谢谢观看------------------------------------------------------------------------最新精选范文公文分享-----欢迎观看-----------------------------------------------误差为η=/D标**100%=1.3%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间比较多,为此测量了较多的数据.感觉实验前把细丝拉直,把镜片擦干净会使观察起来比较清晰.测量的时候大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.数据的运算也不难.最后1.3%的误差我觉得可以接受.这次实验通过光的干涉的性质,不仅将光学的知识运用到实验,也让我们复习到了显微镜的调节,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大帮助的.--------------------------------------------最新精选范文分享--------------谢谢观看--------------------------------------。

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。

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?x ,因为夹角小于1度，在ο5<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。

劈尖干涉测细丝直径

（2）相邻明纹 (或暗纹) 所对应的薄膜厚度差 l

ek
ek 1
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9
2、劈尖干涉测细丝直径原理
（3）相邻明纹 (或暗纹) 间距
lLeabharlann ekek 1
e
l 2
10
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。
11
2、劈尖干涉测细丝直径原理
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条明条纹间长4.295mm； l = 4.295/29mm
12
l
2、劈尖干涉测细丝直径原理
测细丝的直径

D
L
l
L D 2 l
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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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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
2
身高测量
头发丝粗细怎么测？
3
薄膜干涉
1 空气 2 3
d n
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。

劈尖法测细丝直径

劈尖法测细丝直径
——设计性实验
实验设备：
读数显微镜、劈尖、细丝、游标卡尺、钠灯及低压电源
实验说明：
将细丝插入两光学平玻璃板的一端，从而形成一空气劈尖。

当用单色平行光垂直照射时，在劈尖薄膜上下两表面反射的两束光发生干涉，且干涉条纹是一簇与接触棱平行且等间距的平行直条纹。

实验内容：
1、用待测直径的细丝和两块平玻璃搭成劈尖。

在显微镜下调整劈尖玻璃及细丝位置，使干涉条纹与细丝平行。

2、分别测量ΔL、ΔN，并进行计算及误差分析。

注意事项：
1、选择暗条纹进行测量
2、避免读数显微镜的空程差
实验要求：
当场完成实验并写好实验报告。

每组可1～2人。

1 / 1。

劈尖干涉测定金属细丝不同位置直径

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?x , 因为夹角小于1度，在ο5<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。

2、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x x ∆=∆=22tan λλθLD=θsin条纹，并使显微镜同移动方向与干涉条纹相垂直。