细丝直径的测量铁丝直径复习课程

合集下载

大学物理设计实验-测量金属丝直径

吉林大学珠海学院课程设计报告设计题目测量金属丝的直径学生姓名学号********学生姓名学号********所属院系电子信息系专业电子信息科学与技术班级电子一班指导教师王天会设计地点实验楼4372016年12月12日一、实验目的1、学习读数显微镜的使用方法2、观察劈尖干涉现象及其特点3、用劈尖干涉法测量金属丝直径二、劈尖测量金属丝直径的原理如图1-1所示，G 1、G 2为两片叠放在一起的平板玻璃，起一端的棱边相接触，另一端被一直径为D 的细丝隔开，故在G 1的下边卖女和G 2的上表面之间形成一层空气薄层，叫做空气劈尖。

图中M 为倾斜45°角放置的半透明半反射平面镜，L 为透镜，T 为显微镜。

单色光源S 发出的光经透镜L 后成为平行光，经M 反射后垂直射入劈尖（入射角i=0）。

自空气劈尖上、下两面反射的光相互干涉，从显微镜T 中可观察到明暗交替、均匀分布的干涉条纹，如图1-2所示。

图中相邻两暗纹（或明纹）的中心间距b 叫做劈尖干涉的条纹宽度。

在图1-3中，D 为细丝直径，L 为玻璃片长度，θ为两玻璃片间的夹角。

由于θ实际很小（为清晰期间被，图中θ被夸大），所以在劈尖的上表面处反射的光线都可看作垂直与劈尖表面，他们在劈尖表面处。

相遇并相干叠加。

由于劈尖层空气的折射率n 比比玻璃的折射率n 1小，所以光在劈尖下表面反射时因有相位跃变而产生附加光程差λ/2。

这样，由kλ, k=1,2,…（加强）Δr=2n2d+λ/2=(2k+1), λ/2, k=0,1,2,…（减弱）可得劈尖上下表面反射的两相干光的总光程差为Δ=2nd+λ/2式中d为劈尖上下表面间的距离。

劈尖反射光干涉条纹极大（明纹）的条件为2nd+λ/2=kλ,k=1,2,3,… (1-1)产生干涉条纹极小（暗纹）的条件为2nd+λ/2=（2k+1）λ/2, k=0,1,2,… (1-2)从师1-1和1-2可以看出，凡劈尖内厚度d相同的地方均满足相同的干涉条件。

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。

等厚干涉法长度计量补充讲义

等厚干涉法长度计量补充讲义（测量细丝直径）【实验目的】1．观察和研究等厚干涉现象及其特点。

2．掌握用干涉法测量细丝直径的方法。

【实验原理】1．劈尖测薄片厚度（或细丝直径）将两块光学平板玻璃叠在一起，在一端插入一薄片（或细丝），则在两平板玻璃之间形成一空气劈尖。

当用单色光垂直照射时，在劈尖上、下两表面反射的两束光发生干涉，形成明暗相间的、与玻璃板交线平行的等间隔干涉条纹，如图（4-10-2）所示。

由于相邻两暗纹对应的高度差为2λe =∆，显然，第k 级暗纹对应的两束光的光程差满足(4-10-3)式，相对应的空气层厚度为2λke k = （4-10-10)若垂直条纹方向上单位长度内的暗条纹数为n ，玻璃板交线到薄片棱处的长度为L ，则薄片的厚度为2λnL=d (4-10-11)【实验仪器】读数显微镜，钠光灯，牛顿环，劈尖等【实验内容与要求】1. 测量细丝直径(1)将被测细丝夹在两块平板玻璃的一端，另一端直接接触（注意：细丝的棱边要和玻璃板交线平行），形成劈尖，然后置于显微镜的载物台上。

(2)调节显微镜和钠光灯位置，能看清十字叉丝、干涉条纹、玻璃板交线和薄片棱边。

(3)测出单位长度上的暗纹数n （最少要数50条），再测出玻璃板交线到细丝的长度L 。

(4)重复步骤(2)、(3)，各测三次，将数据填入自拟表格中。

计算细丝的直径。

2. 观察牛顿环的干涉图样(1) 调整牛顿环仪的三个调节螺丝，把自然光照射下的干涉图样移到牛顿环仪的中心附近。

注意调节螺丝不能太紧以免中心暗斑太大甚至损坏牛顿环仪。

把牛顿环仪置于显微镜的正下方，点亮钠光灯,调节读数显微镜上45︒角半反射镜的角度，直至从目镜中能看到明亮的均匀光照。

(2) 调节读数显微镜的目镜，使十字叉丝清晰，自下而上调节物镜直至观察到清晰的干涉图样。

移动牛顿环仪，使中心暗斑(或亮斑)位于视域中心，调节目镜系统，使叉丝横丝与图4-10-2 下玻璃片干涉条纹上玻璃片薄片读数显微镜的标尺平行，消除视差，并观测待测的各环左右是否都在读数显微镜的读数范围之内。

狭缝缝宽和细丝直径的测量

狭缝缝宽和细丝直径的测量编号：课程设II （论文）计说明书题目：狭缝缝宽和细丝直径测量院（系）：电子工程与自动化学院专业：学生姓名：学号：指导教师：职称：30217 张副教授2019年 1 月20日摘要本课题主要目的是狭缝缝宽和细丝直径的测量。

微小物体的测量在生产和科研中有很重要的作用，光学衍射法测量微小物体的直径是一种非破坏性，精度高的方法。

利用光的单缝衍射效应：光传播过程中遇到障碍物时，当障碍物（小孔、狭缝、毛发、细丝等）的线度与光的波长相差不多时，所发生的偏离直线传播的现象。

即光可绕过障碍物，传播到障碍物的几何阴影区域中，并在障碍物后的CCD 相机上捕捉到光强不均匀分布的图样，这样的图样为衍射图样。

另外根据巴比涅原理，两个互补屏单独产生的衍射场的复振幅之和等于没有屏时的复振幅，，对于单缝的夫琅和费衍射，除点光源在像平面的像点之外有U=0，即像点外两个互补屏所产生的衍射图形，其形状和光强完全相同，仅位相相差π/2，所以也可用丝线代替单缝进行衍射。

把CCD 相机采集到的衍射图样用MATLAB 进行图像处理，即可计算出衍射图样暗纹或亮纹之间的间距。

关键词：单缝衍射；衍射图样；巴比涅原理AbstractThe main purpose of this study is to measure the slit width and the diameter of the filament. The measurement of small objects is very importantin the production and scientific research. The optical diffraction method is a non-destructive method to measure the diameter of micro objects.The light of the single seam diffraction effects: light propagation encountered obstacles when obstacle pin hole and slit, hair, filaments, etc.) and the linear dimension of the light wave looks almost, the deviation travels in straight lines. The light can bypass the obstacles, spread to the area ofthe geometric shadow of obstacles, and in the obstacle after the CCD camera to capture the light intensity distribution of the pattern, so that the patternfor the diffraction pattern. Also according to Babinet's principle, two complementary screen alone produces a diffraction field of complex amplitude is equal to no screen the complex amplitude, for single slit Fraunhofer diffraction, in addition to the point light source in a plane like beyond the point of U=0, that point as two complementary screen produced by diffraction pattern, its shape and intensity are exactly the same, only phase difference PI, so also available thread instead of single slit diffraction. CCD camera to collect the diffraction pattern with MATLAB for image processing, you can calculate the distance between the diffraction pattern of dark lines or bright lines.Key words：Single slit diffraction；Diffraction pattern；Babinet principle目录引言 ........................................................................... ......................................................... 3 1. 任务与要求 ........................................................................... .......................................... 3 2. 方案论证 ........................................................................... . (3)2.1 狭缝测量方案论证及选择 ........................................................................... ...... 3 2.2 细丝直径测量方案选择 ........................................................................... .......... 5 3. 实验测量光路的搭建及测量 ........................................................................... .. (6)3.1细丝直径测量 ........................................................................... ........................... 6 3.2 细丝直径测量方法 ........................................................................... .................. 6 3.3 狭缝缝宽测量装置 ........................................................................... ................. 7 4. 实验数据处理 ........................................................................... .. (8)4.1 CCD标定 . ......................................................................... ................................... 8 4.2 实验数据处理 ........................................................................... .......................... 8 5. 误差分析 ........................................................................... .. (12)5.1 测量距离的误差 ........................................................................... .................... 12 5.2 CCD相机存在的误差 ........................................................................... ............ 12 5.3图像处理的误差 ........................................................................... .................... 13 6. 结论 ........................................................................... .................................................... 13 谢辞 ........................................................................... ................................................... 14 参考文献 ........................................................................... ............................................... 15 附录 ........................................................................... ................... 错误！未定义书签。

实验四巴俾特原理及细丝直径测量

实验四巴俾特原理及细丝直径测量一、实验目的1. 了解巴俾特（Babinet ）原理2. 利用互补测定法测量细丝直径二、实验原理上几个实验讨论了圆孔、单缝的衍射现象和测量方法，下面介绍，如果在光路中的障碍物改换为圆盘、细丝（窄带）的衍射图样和测量方法，通常根据巴俾特（Babinet ）原理的激光衍射互补测定法，可以使问题的处理大大的简化。

若两个衍射屏1∑和2∑中，一个屏的开孔部分正好与另一个屏的不透明部分对应，反之亦然，这样一对衍射屏称为互补屏。

如图所示。

设1()E P 和2()E P 分别表示1∑和2∑单独放在光源和观察屏之间时，观察屏P 点的光场复振幅，0()E P 表示无衍射屏时P 点的光场复振幅。

根据惠更斯-菲涅尔原理，1()E P 和2()E P 可表示成对1∑和2∑开孔部分的积分。

而两个屏的开孔部分加起来就相当于屏不存在，因此012()()()E P E P E P =+ 该式说明，两个互补屏在衍射场中某点单独产生的光场复振幅之和等于无衍射屏情况下，光波自由传播时在该点产生的光场复振幅，这就是巴俾特（Babinet ）原理，因为光波自由传播时，光场复振幅容易计算，所以利用巴俾特（Babinet ）原理可以方便的由一种衍射屏的衍射光场，求出其互补衍射屏产生的衍射光场。

由巴俾特（Babinet ）原理可以得到如下两个理论：1、若1()0E P = ，则02()()0E P E P == 因此，放置一个屏时，相当于光场为零的那些点，在换上它的互补屏时，光场与没有屏时一样；2、若0()0E P = ，则12()()E P E P =- 这就意味着在0()0E P = 的那些点，1()E P 和2()E P 的相位差为π，而光强度211()()I P E P = 和222()()I P E P = 相等，这就是说，两个互补屏不存在时光场为零的那些点，互补屏产生完全相同的光强度分布。

利用巴俾特（Babinet ）原理很容易由圆孔、单缝的夫朗和费衍射特性得到圆盘、窄带的夫接收屏 E 2E 1E 0E 0 =E 1+E 2=0巴俾特原理朗和费衍射图样，利用这个互补原理，就可以测定各种细丝和窄带的尺寸。

细丝直径的测量原理

细丝直径的测量原理
细丝直径的测量原理可以通过以下几种方法实现：
1. 显微镜法：将细丝放置在显微镜下，通过目测或使用显微镜的刻度尺来测量细丝在视野中的长度。

然后，通过使用细丝的长度与显微镜的放大倍数之间的关系，可以计算出细丝的直径。

2. 光学扫描法：使用激光或光纤光源照射细丝，并将细丝放置在光学扫描仪或显微镜下。

通过测量光线在细丝上的散射或透射情况，可以计算出细丝的直径。

这种方法通常需要使用特殊的光学设备。

3. 拉丝法：将细丝拉伸到一定长度，然后通过测量拉伸前后细丝的长度和直径的变化，可以计算出细丝的直径。

这种方法通常适用于较长的细丝。

4. 电阻法：将细丝用作电阻丝，并通过测量细丝上的电阻值来计算出细丝的直径。

根据细丝的材料和电阻特性，可以使用不同的电阻测量方法。

这些方法中的选择取决于细丝的性质、尺寸和测量要求。

在实际应用中，还可以结合多种方法来提高测量的准确性和可靠性。

衍射法测量细丝直径

实验二衍射法测量细丝直径
一、实验目的
1.了解衍射效应在计量技术中的应用。

2.掌握激光衍射法测量细丝直径的基本原理和测量方法。

二、实验原理
激光衍射法测量细丝直径是基于巴定理:两个互补的障碍物,其夫朗和费衍射图形、光强分布相同，位相相差π/2，因此，当细丝直径与狭缝宽度相等时，他们是两互补障该物，可以用测量狭缝的方法测量细丝直径。

测量原理如图12—1所示
图12—1
当一束激光照射到被测细丝上，发生衍射效应，在距光纤L距离处接收其衍射光强分布图，由衍射光强分布图测出第n级暗纹中心到中央零级条纹中心的距离X, 即可计算出细丝直径。

值得注意的是：此法虽然测量精度较高，但一般只适用于测量0.5mm以下的细丝直径，同时要求L ››d。

三、实验仪器与设备
激光参数测量系统（接收器移动距离为400mm）一套
四、实验内容与要求
实验内容
测量细铜丝直径
实验要求
1.根据远场夫朗和费衍射公式，导出d的计算式。

2.设计实验光路。

注意事项
1. 调整光路时不能用眼睛正对激光束，以免伤害眼睛。

要用白纸接收光。

2. 激光束与平台平行、且与接收器中心等高，保持与接收器移动方向垂直，光能量应全部进入接收器内。

3.接收器前狭缝开启的不要太大（0.2 —0.3mm），要与扫描间隔相匹配。

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/22也可用三角形相似原理如图（3-17-3）D／d=L／lD=（L／l）×dd=n×λ/2取n=10（即间隔10个暗条纹）d=10×λ/2=5λ所以D=（L／l）×5λ3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0.5mm，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0.5mm，因此旋转每个小分度，相当于测微螺杆前进或后退这0.5/50=0.01mm。

可见，可动刻度每一小分度表示0.01mm，所以以螺旋测微器可准确到0.01mm。

由于还能再估读一位，可读到毫米的千分位，故又名千分尺。

钢丝绳直径测量

钢丝绳直径测量钢丝绳直径的测量是工程建设和生产过程中不可或缺的重要环节。

钢丝绳广泛应用于吊装、起重、运输、航海等领域，因此准确测量其直径对于保障安全生产和工程质量具有重要意义。

钢丝绳直径的测量涉及到多种方法和仪器，每种方法都有其适用的场景和特点。

下面将介绍几种常用的测量方法，供大家参考。

首先是机械式测量方法。

这种方法需要使用千分尺或卡钳等仪器，将测量装置和钢丝绳的表面接触，通过读取仪器上的刻度来获取直径。

这种方法适用于较为精确的测量，但需要注意仪器的精度和使用技巧。

同时，钢丝绳表面的污垢和磨损都可能影响测量结果，因此在测量前要对钢丝绳进行清洁和检查。

其次是光学式测量方法。

这种方法使用光学投影或显微镜等仪器来对钢丝绳的断面进行观察和测量。

通过测量断面的图像尺寸，再结合光学原理计算出直径值。

这种方法具有测量速度快、高精度的优点，适用于较为精细的测量任务。

但需要注意保持测量环境的亮度和清洁度，以确保结果的准确性。

另外还有非接触式测量方法，如激光测量和雷达测量。

这些方法利用激光或雷达技术对钢丝绳进行扫描和探测，通过测量得到的信号来计算出直径值。

这种方法具有测量速度快、不会对钢丝绳造成损伤的特点，适用于较大直径的钢丝绳测量。

但需要注意仪器的选择和使用条件的限制。

无论采用何种测量方法，都需要重视测量的前期准备工作。

首先要选择合适的测量仪器和方法；其次要进行必要的仪器校准和检查，确保其准确性和稳定性；最后要了解钢丝绳的特性和检测要求，采取适当的测量参数和处理方法。

总之，钢丝绳直径的测量是一项复杂而重要的任务，需要综合考虑测量方法的准确性、适用性和便捷性。

只有选择合适的方法，并在实际操作中细致入微地进行，才能保证测量结果的准确性，为保障安全生产和工程质量提供可靠的数据支持。

希望本文能给大家提供一些指导意义，帮助大家更好地进行钢丝绳直径的测量工作。

测量头发丝直径课程设计

测量头发丝直径课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解头发丝直径的概念，掌握测量物体直径的基本方法。

2. 学生能够运用所学的知识，计算出头发丝直径的大致数值。

3. 学生了解直径在物理学中的重要性，以及与日常生活的联系。

技能目标：1. 学生能够运用显微镜、游标卡尺等工具进行实际操作，掌握测量头发丝直径的技巧。

2. 学生通过实际操作，提高解决问题的能力和动手能力。

3. 学生能够运用数据分析方法，对测量结果进行整理和分析。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对科学实验的兴趣和热情，激发他们的探究欲望。

2. 培养学生严谨、细致的科学态度，提高他们的团队合作意识。

3. 引导学生关注生活中的科学现象，提高他们对物理学科的认识和尊重。

分析课程性质、学生特点和教学要求：1. 课程性质：本课程为物理学科实验课，以实践操作为主，理论联系实际。

2. 学生特点：学生为八年级学生，具有一定的物理知识基础，好奇心强，喜欢动手实践。

3. 教学要求：结合学生特点，设计具有趣味性和挑战性的实验，注重培养学生的动手能力和实际操作技巧。

通过分解课程目标为具体的学习成果，使学生在实践中掌握知识，提高技能，培养正确的情感态度价值观。

二、教学内容1. 理论知识：- 头发丝直径的定义和测量方法- 显微镜和游标卡尺的使用原理及操作方法- 数据处理与分析的基本方法2. 实践操作：- 使用显微镜观察头发丝，了解其结构特点- 利用游标卡尺测量头发丝直径，掌握测量技巧- 对测量结果进行记录、整理和分析，得出平均值3. 教学大纲：- 第一阶段：理论知识学习（1课时）- 理解头发丝直径的概念，学习测量方法- 学习显微镜和游标卡尺的使用原理及操作方法- 第二阶段：实践操作（2课时）- 观察头发丝，进行实际测量- 对测量结果进行记录、整理和分析- 第三阶段：总结与反思（1课时）- 汇报测量结果，总结实验过程中的问题及解决方法- 分析测量结果，探讨影响测量准确性的因素4. 教材关联：- 本教学内容与教材中“长度测量”章节相关，涉及物体直径的测量方法、数据处理与分析等内容。

大学物理实验丨利用单丝衍射测量细丝直径

大学物理实验报告利用单丝衍射测量细丝直径一、实验目的：1. 观察单丝夫琅和费衍射现象。

2. 利用简单工具，测量细丝直径。

二、实验原理：波在传输过程中其波振面受到阻碍时，会绕过障碍物进入几何阴影区，并在接收屏上出现强度分布不均匀的现象，这就是波的衍射。

机械波、电磁波等波动都会产生衍射，而光的衍射能更直观地观察到。

对光的衍射现象进行研究，有助于我们深入理解光的波动性与传播特征，还有助于我们进一步学习近代各种光学实验技术，如光谱分析、光信息处理、晶体结构分析等等。

1. 夫朗和费衍射衍射通常分为两类：一类是菲涅耳衍射，其条件为光源与衍射屏、衍射屏与接收屏的距离为有限远；另一类是夫琅和费衍射，其条件为光源到衍射屏、衍射屏到接收屏的距离均为无限远，或者说入射光和衍射光都是平行光。

夫琅和费衍射计算结果的过程很简单，所以一般实验中多采用夫琅和费衍射。

如果使用激光器作为光源（如普通的激光笔），其发射的光可以近似认为是平行光；一般衍射物是 0.1mm 的数量级，如果衍射屏与接收屏的距离大于1m，则衍射光大致上是平行光，这样就基本上满足了夫琅和费衍射的条件。

2. 单缝衍射如图1 所示，根据惠更斯－菲涅尔原理，狭缝上各点可以看成是新的波源，由这些点向各方发出球面次波，这些次波在接收屏上叠加形成一组明暗相间的条纹，按惠更斯－菲涅尔原理，可以导出屏上任一点Pθ处的光强为（图2）：，式中a 为狭缝宽度，λ 为入射光波长，θ 为衍射角，I0 称为主极强，它对应于P0 处的光强。

从曲线上可以看出：（1）当θ = 0 时，光强有最大值I0，称为主极强，大部分能量落在主极强上。

（2）当sinθ = kλ/a (k =±1, ±2,……)时，Iθ = 0，出现暗条纹。

因θ 角很小，可以近似认为暗条纹在θ = kλ/a 的位置上。

还可看到主极强两侧暗纹之间的角距离是Δθ = 2λ/a，而其他相邻暗纹之间的角距离均相等（均为Δθ = λ/a）。

测量铁丝直径的方法

测量铁丝直径的方法嘿，朋友们！今天咱来聊聊怎么测量铁丝直径这档子事儿。

你说这铁丝啊，细细长长的，要想知道它到底有多粗，还真得有点小窍门呢。

咱可以找把尺子，可别小看这尺子，它就像是咱的小助手。

不过直接用尺子去量铁丝直径可不容易，为啥呢？铁丝那么细，尺子刻度那么大，咋能精确量出来呢。

这就好比让你用大勺子去舀一滴油，难呐！那咋办呢？咱可以用累积法呀！啥是累积法？嘿嘿，就像你吃瓜子，一粒一粒吃不过瘾，抓一把一起吃才爽呢！把铁丝多绕几圈，比如绕个十圈、二十圈的，然后再去量这一整团绕起来的长度，最后除以圈数，不就得到一圈铁丝的长度啦，也就是它的直径咯！这就好像你走一段路，一下子走不完，那就分成一小段一小段走，最后加起来不就知道走了多远嘛。

还有啊，你得把铁丝绕得整整齐齐的，别跟那乱麻似的，不然量出来可就不准啦！这就好比你叠衣服，得叠得板板正正的，不能随便一揉就扔那儿。

要是你嫌麻烦，不想绕铁丝，那还有别的招儿。

找个游标卡尺呀！这玩意儿可厉害啦，专门对付这些细细小小的东西。

把铁丝往卡尺里一夹，读数就出来啦，多方便！就像孙悟空的金箍棒，能大能小，啥都能测。

再不然，你可以找个更精细的测量工具，就像给铁丝做个全身检查似的。

可别小看这测量，它就像是给铁丝量体裁衣，得量得合适才行。

测量铁丝直径虽然是件小事，但这里面的学问可不小呢。

咱得认真对待，才能得到准确的结果呀。

不然，要是马马虎虎的，那可就差之毫厘谬以千里咯！就像你走路，方向偏了一点点，最后可能就走到十万八千里外去啦。

所以啊，朋友们，对待测量铁丝直径这件事，咱可不能含糊，得拿出咱的认真劲儿来。

多试试几种方法，找到最适合自己的，让咱能准确知道这铁丝到底有多粗。

这不仅是对铁丝的尊重，也是对咱自己的负责呀！你们说是不是这个理儿呢？。

2022届高考物理一轮复习第42讲实验十一测量金属丝的电阻率讲义

第四十二讲实验十一测量金属丝的电阻率双基知识：1.实验原理与设计(如图所示)由R＝ρlS得ρ＝RSl，因此，只要测出金属丝的长度l、横截面积S和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率ρ。

2.实验器材被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(0～0.6 A)，电压表(0～3 V)，滑动变阻器(0～50 Ω)，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺。

3.实验步骤(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d。

(2)连接好伏安法测电阻的实验电路。

(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l。

(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。

(5)闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内。

(6)将测得的R x、l、d值，代入公式R＝ρlS和S＝πd24中，计算出金属丝的电阻率。

4.数据处理(1)在求R x的平均值时可用两种方法①用R x＝UI分别算出各次的数值，再取平均值。

②用U－I图线的斜率求出。

(2)计算电阻率将记录的数据R x、l、d的值代入电阻率计算公式ρ＝R x Sl＝πd2U4lI。

5.误差分析(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一。

(2)采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。

(3)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。

(4)由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。

6.注意事项(1)本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法。

(2)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、被测金属丝、滑动变阻器连成主干线路，然后再把电压表并联在被测金属丝的两端。

(3)测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值。

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。

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 k2dk, — k 12dki dk j 则细丝直径D为ta nN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)____ 6589.3 10 mmA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【注意事项】(1)干涉环两侧的序数不要数错(2)防止读书显微镜的回程误差。

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--------------------------------------。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

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。

λλk d =+=∆22明纹()2
1222λ
λ+=+=∆k d 暗纹
相邻两暗纹（或明纹）对应的空气厚度
λλ
k d k =+
2
2()12
21+=+
+k d k λ
21λ
=
-+k k d d
则细丝直径D 为
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 。

【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。