利用光的干涉原理测量发丝直径
应用激光衍射法测量纺织品细丝直径
应用激光衍射法测量纺织品细丝直径
激光衍射法是一种常用的测量纺织品细丝直径的方法。
它利用激光光束通过细丝时发生的衍射现象，来间接测量细丝的直径。
具体实验步骤如下：
将待测细丝样品固定在一支支架上，使其与激光光束垂直交叉。
然后，打开激光器，发出一束单色、单频、平行度高的激光光束，照射在细丝上。
在细丝的另一侧，设置一个屏幕或光电二极管接收器，用来接收经过细丝的衍射光。
根据衍射光的强度分布，可以得到一组明暗相间的干涉环，也称为衍射图样。
接下来，利用显微镜或视频系统观察衍射图样，使用适当的图像分析软件，测量衍射图样中暗纹的间距或强度，进而计算出细丝的直径。
测量完成后，可以多次测量取平均值，提高测量的准确性。
激光衍射法测量纺织品细丝直径的优点是非接触性测量，对细丝的损伤很小；测量结果准确可靠。
也存在一些限制，例如细丝的直径必须小于激光波长，而且细丝必须足够均匀。
应用激光衍射法测量纺织品细丝直径
应用激光衍射法测量纺织品细丝直径
激光衍射方法是一种常用的非接触式测量纺织品细丝直径的方法。
相比传统的直径测
量方法，如显微镜测定法和拉力测定法，激光衍射法具有高精度、快速、不会对纤维产生
伤害等优点。
激光衍射法的基本原理是利用激光束的衍射现象，通过对衍射光的干涉图案进行分析，可以计算出纺织物细丝的直径大小。
在测量过程中，将纺织品细丝放置在激光束中心，激
光束通过光阑限制其大小，使其成为一个圆形的光斑，然后让激光束通过纺织品细丝，当
激光束与纺织品细丝相遇时，会产生衍射现象，衍射光会在示波器上形成一幅干涉图案。
根据衍射光干涉图案的形状和大小，可以计算出纺织品细丝的直径大小。
激光衍射法的优点是测量过程中不会对纤维产生损伤，能够测量微小的纤细丝，精度高，速度快。
对于纤细丝直径的测量在纺织品生产的各个环节中都具有重要的应用价值。
例如，在精纺过程中需要控制纤维的直径大小，以保证纱线的强度和质量；在纺织面料制
造过程中，需要测量细丝的直径大小，以便控制面料的质量；在纤维科学研究中，需要对
纤维的直径大小进行分析和比较，以探究纤维的物理化学性质。
因此，激光衍射法是一种非常重要的测量手段。
随着激光技术的不断发展，激光衍射
法将会越来越被广泛应用在纺织、化学等领域。
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
光的干涉原理在科学中应用广泛，其原理是两束光线相遇，并形成干涉图案。
利用这一原理可以测量发丝直径。
下面我们将介绍利用光的干涉原理测量发丝直径的方法。
首先，我们需要制作一个特殊的干涉装置。
这个装置包括一个红光波长的激光器，一个偏振镜和两个透镜。
将激光指向偏振镜，在透过偏振镜后，激光被分成两条光线，它们沿着不同的路径进入两个透镜。
然后，我们需要将发丝放置在两个透镜之间。
这时，两个透镜之间的距离应该跟发丝直径的大小相等。
当发丝穿过两个透镜时，它将把激光分成两个光束，这些光束将在发丝两侧形成干涉图案。
我们可以观察干涉图案来测量发丝的粗细。
如果发丝很粗，干涉图案的条纹会很宽，如果发丝很细，干涉图案的条纹会很窄。
为了更准确地测量发丝的直径，我们需要将干涉图案照到一个放大器上。
这可以通过将干涉装置接到计算机或电视屏幕上实现。
将干涉图案投影到放大器上可以更清楚地显示条纹，使我们能够更准确地测量发丝的直径。
通过以上方法，我们可以使用光的干涉原理测量发丝直径。
这种技术可以非常精确地测量微小物体的粗细，因此在科学实验和生产制造中被广泛应用。
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。
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。
单缝衍射的原理测量头发丝的直径
单缝衍射的原理测量头发丝的直径
单缝衍射是一种实验技术，用于测量物体的微观尺寸。
在这种技术中，通过将光线通过一个狭缝射入样品，然后观察其产生的衍射图样，可以确定物体的尺寸。
单缝衍射的原理基于光的波动性。
当光通过一个狭缝时，它会发生衍射现象，即光波从狭缝边缘弯曲向周围。
这种弯曲导致在空间中形成一系列明暗相间的条纹，被称为衍射图样。
通过观察衍射图样，可以确定物体的尺寸。
如果头发丝放置在狭缝前面，光线会被头发丝散射和衍射，从而在远离狭缝的区域产生干涉图样。
根据干涉条纹的性质，我们可以计算出头发丝的直径。
为了进行测量，我们可以使用一个光源，例如激光器，产生一束平行光线。
这束光线被狭缝限制为一束细的光线，并通过样品中的头发丝。
在接收屏幕上，我们会观察到一系列干涉条纹，这些条纹的位置和形状与头发丝的直径密切相关。
通过测量干涉条纹之间的距离和条纹的形状，我们可以使用一些数学公式或计算方法来计算头发丝的直径。
这种方法通常需要对衍射图样进行精确的测量和分析，因此可能需要使用一些图像处理软件或显微镜等设备。
总之，单缝衍射是一种通过观察光的衍射图样来测量物体尺寸的技术。
通过使用单缝衍射原理，可以测量头发丝的直径。
这
一方法的优点是非破坏性，不需要直接接触头发丝，因此适用于对微小物体进行测量。
综合设计性实验教学探讨——用等厚干涉法测量头发丝直径
物理 与工程
Ｖｏ． ８ Ｎｏ ５ ２ ０ １ １ ． ０ ８
一
２ ＋
＝ （ 是＋ １） ２
ｍｅ ｓ，ａ ｄ ｓ ｉ ｕ ａ ｅｔ ｅ ｒｉ ｔ ｒ ｓ ｎ ｅ ｐｅ ｉ ｎ ｓ ｎ ｔ ｓｐ ｐｅ ，ｔ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔｏ ｉ ａ ｎｔ ｎ ｔｍ ｌ ｔ ｈ ｉ ｎ ｅ ｅ ｔｉ ｘ ｒｍｅ ｔ ．Ｉ ｈｉ ａ ｒ ｈ ａ ｕ ｅ ｎ ｆｈａｒｄｉ—
ｍ ｅ ；ｈ ｉ ａ ｅ ｅ ｎｔ ａ ｒｄｉｍ ｔ ｒ
璃等 实验仪 器 ， 让学 生对 自己的头发 丝直径进行 测
１ 引 言 量 研 究 ， 时 对 测 量 结 果 进 行 比较 分 析 ， 出 产 生 同 找
误差的原因 ， 就成 了一个很好 的综合设计性实验． 综 合设 计性实 验是 物理 实验 中最 重 要 的实验
ｏ ｔ ｄｅ ｔ ，ｄｅ ｐ ｎ ｔ ｅ ｒｍ ａ ｔ ｒ ｆ ｔ ｘ ｒｍ ｅ ｉ ｃｐｌ ｅ ｉｈ ｔ ｏｎ ｅ ｔ ｆ ｅ ｐｅ ｉ ｆｓ ｕ ｎ ｓ ｅ ｅ ｈ ｉ ｓ ｅ ｙ ｏ ｈｅ ｅ ｐｅ ｉ ｎｔｐｒｎ ｉ ｅ， ｎｒｃ ｈｅ ｃ ｔ ｎ ｓ ｏ ｘ ｒ—
Ａｂｓｒ ｃ Ｃｏ ｔａ ｔ ｍｐｒ ｈ ｎ ｉｅ ｄｅ ｉ ｉ ｘ ｒｍｅ ｏ ｄ ｔ ａｎ ｔ ｅ ｉ ｔ ｇ ａ ｉ ｅ ａ ｐｌ ａ ｉ ｎ ａ ｉｉｙ ｅ ｅ ｓｖ ｓｇｎ ｎｇ ｅ ｐｅ ｉ ｎｔｃ ｕｌ ｒ ｉ ｈ ｎ ｅ ｒ ｔｖ ｐ ｉ ｔｏ ｂ ｌ ｃ ｔ
物理 与工程
Байду номын сангаас
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ ５ ２ ０ １１ ． ０ ８
综 合 设 计 性 实 验 教 学 探 讨
— —
用 等 厚 干涉 法 测 量 头发 丝直 径
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：O436.10 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 22λ+=∆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 λλ 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 λN =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 4n 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 1.0mm3 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。
一根头发的直径测量方法
一根头发的直径测量方法引言：头发直径的测量在科学研究和工程领域中具有重要意义。
然而，由于头发的细小尺寸和柔软性，直接测量头发直径是一项具有挑战性的任务。
本文将介绍一种基于光学原理的头发直径测量方法，通过测量头发在显微镜下的投影尺寸，并结合适当的计算方法，可精确测量头发的直径。
一、实验准备1. 所需材料：显微镜、目镜、标尺、头发样本。
2. 将显微镜放置在平整且光线充足的实验室台面上。
3. 清洁显微镜镜片，确保观察到的图像清晰度。
二、测量步骤1. 将一根头发样本放置在显微镜的工作台上。
2. 调整显微镜的焦距，使头发的图像清晰可见。
3. 使用目镜观察头发的图像，并通过目镜调节显微镜的焦距，以确保头发的图像清晰度和放大倍数的适宜性。
4. 使用标尺在显微镜视野中确定一个已知长度的参考尺寸，例如标尺上的1毫米线段。
5. 通过移动显微镜的工作台，调整头发在显微镜视野中的位置，使其与参考尺寸相邻。
6. 使用标尺测量头发在显微镜视野中的投影尺寸，记录测量结果。
三、数据处理1. 将头发的投影尺寸转换为实际尺寸。
头发的实际尺寸 = 头发的投影尺寸× （已知参考尺寸的实际长度 / 参考尺寸的投影长度）2. 根据测得的头发实际尺寸，计算头发的直径。
头发的直径 = 头发的实际尺寸/ π四、实验注意事项1. 在进行测量前，确保头发样本干净并无杂质。
2. 在移动显微镜的工作台时，需小心操作，避免碰撞或扭曲头发样本。
3. 在测量头发投影尺寸时，需确保标尺与头发样本的平行度。
五、实验结果与讨论通过多次测量不同头发样本并计算，可以得到一组头发直径的测量结果。
这些结果可用于统计分析或作为头发直径的参考值。
本测量方法基于光学原理，具有一定的精确性和可重复性。
然而，由于头发的柔软性和复杂的形态，测量结果可能存在一定的误差。
为提高测量精度，可以考虑使用更高分辨率的显微镜或采用图像处理技术进行头发直径测量。
本方法适用于测量直径较大且较粗的头发样本，对于直径较小或薄弱的头发样本，可能需要采用其他测量方法或改进的技术。
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。
(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。
综合设计性实验教学探讨——用等厚干涉法测量头发丝直径
４实验效果
在实验的过程中，学生要自己制作劈尖，在两 片玻璃中间放上自己的头发丝，调整头发丝的位 置，放在测量显微镜下得到利于测量的等厚干涉 条纹．图３、图４是学生自己做出的干涉图样．在整 个实验设计中学生思想活跃，情绪高涨，得到了良 好的教学效果．他们在实验体会中说：“通过这种 综合设计性实验，使我们学到了其他课程所学不到
物理与丁程Ｖ０１．１８ Ｎｏ．５ ２００８
艿＝２以＋鲁＝（２志＋１）丢，志＝ｏ，１＇２，３，…
（１）
匡绅 ．一； 可知劈尖两接触边所对应的是零级暗条纹．
１．．————————』二———一
图１劈尖等厚干涉仪
图２实验原理
由图２可知两相邻暗条纹对应的空气层厚度 差为
ｄｌ＋１－－ｄＩ＝会
设劈尖的夹角为０，两相邻暗条纹的间距为口，则
表１实验测量数据
Ｎｌ
Ｎ２
Ｎ３
Ｎ４
Ｎ二
Ｎ６
Ｎ，
Ｎ８
Ｎ９
３０７ ３０８ ３０９ ３０７ ３０６ ３０８ ３０７ ３０９ ３１２
由表１可得 Ｎ≈３０８．１ 由式（５）可得
Ｄ一＝Ｎ一等一９．０８×１０叫（ｍ）
干涉暗条纹数目Ｎ的不确定度为
Ｓ（Ｎ）＝
＝０．６
Ａ类评定： 由于本实验只数干涉暗条纹的数目，与读数 显微仪的游标刻度无关，所以没有Ｂ类评定．干 涉暗条纹数目Ｎ的合成不确定度为
传统的等厚干涉实验是牛顿环实验．如果我们 在实验室给出测量显微镜、钠光光源、两块平板玻
璃等实验仪器，让学生对自己的头发丝直径进行测 量研究，同时对测量结果进行比较分析，找出产生 误差的原因，就成了一个很好的综合设计性实验．
２原理
用劈尖测量头发丝的直径原理如图１所示， 图中，Ｄ表示头发丝的直径；Ｌ表示头发丝所在位 置到劈尖两接触边的距离．
应用激光衍射法测量纺织品细丝直径
应用激光衍射法测量纺织品细丝直径
激光衍射法是一种广泛应用于纺织品细丝直径测量的非接触式测量方法。
这种方法通
过激光光束的衍射现象来测量纺织品细丝的直径，具有测量范围广、测量速度快、精度高
等优点，因此在纺织品行业得到了广泛应用。
激光衍射法测量纺织品细丝直径的原理是利用激光束照射到细丝上时，会产生光的衍
射现象，根据衍射光斑的形状和尺寸可以推算出细丝的直径。
具体的测量步骤如下：
第一步，将纺织品细丝样品固定在测量台上，使其与激光束垂直。
第二步，打开激光器，将激光束照射到细丝上。
第三步，观察并记录衍射光斑的形状和尺寸。
由于衍射光斑的形状与细丝的直径有关，因此可以通过测量光斑的形状和尺寸来推算细丝的直径。
第四步，根据光斑的形状和尺寸数据，计算出细丝的直径。
通常使用光学公式和相关
的数学算法来进行计算。
激光衍射法测量纺织品细丝直径的优点是测量范围广，可以测量直径在微米到毫米级
别的细丝；测量速度快，只需几秒钟到几分钟即可完成一次测量；测量精度高，可以达到
亚微米级别的精度。
激光衍射法测量纺织品细丝直径也存在一些限制。
测量结果可能会受到环境因素的干扰，如灰尘、气流等，需要在干净的环境下进行测量。
样品的表面质量会对测量结果产生
影响，需要保证细丝表面的光洁度和均匀性。
光的干涉法测量金属细丝直径的研究
何启浩：光的干涉法测量金属细丝直径的研究
９ ２ ９
３ ． １ 钠光灯作为光源的测量误差 要分析计算测量误差， 先计算出两相邻干涉条纹明纹（ 暗纹） 间距 ：
ｘ１ ０－ ３ ６： ：— ４． ２ ９ ５ Ⅳ 一ｌ ３ Ｏ— ｌ ｍ ＝１ ． ４８１ ×１ ０ 一 ｍ
，
９ ３ ０
西南民族大学学报 ・ 自然科学版
第３ ９卷
（ Ａ ２＝０ ． ６ ｉ ｒ ｍ） 对测量值 的相对误差也起主要作用 此外， 氦氖气体激光器所产生的激光， 无论其时间相干性 １
．
和空间相干性 都远远优于普通单色光源的钠 光， 这也是氦氖气体激光测量值 的绝对误差和相对误差都较钠
２． ０ｘｌ ０ ～ｍ
（ ４ ）
将 以上各直接测量误差和 ２ ． １ 中各测量值代入（ ３ ） 式， 计算可得直径测量值的相对误差：
一 。 ２
ｘ１ ５ ８ ９． ３ ｘ１ ０一 。 。２ ８ ４ ８１ ×ｌ ０一 ８ ８ ×１ ０一 。０ １
． ．
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…
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３ ． ３ 讨 论 和 分析
比较绝对误差（ ４ ） 式和（ ６ ） 式， 可知用钠光灯作 为光源测量金属细丝直径测量值 的绝对误差大于 用氦氖气体
单缝衍射的原理测量头发丝,实验报告
单缝衍射的原理测量头发丝,实验报告
一、实验目的
本实验旨在研究单缝衍射的原理，并用其来测量头发丝的直径。
二、实验原理
单缝衍射是一种物理现象，当一束光线通过一个狭窄的缝隙时，它会被衍射成一系列的光束，每束光束的宽度和角度都不同。
根据衍射定律，当缝隙宽度越小，光束越窄，而当缝隙宽度越大，光束越宽。
三、实验设备
本实验所使用的设备包括：
1.一台照相机，用于拍摄衍射图像；
2.一台微距镜头，用于放大衍射图像；
3.一台激光照明灯，用于照亮衍射图像；
4.一台测量仪，用于测量衍射图像的宽度。
四、实验步骤
1.将一根头发丝放置在缝隙中；
2.调节照相机的焦距，使头发丝在图像中尽可能清晰；
3.调节微距镜头，使头发丝在图像中尽可能清晰；
4.拍摄衍射图像；
5.使用测量仪测量衍射图像的宽度；
6.重复步骤1-5，测量多根头发丝的宽度，并计算平均值。
五、实验结果
我们测量了10根头发丝的宽度，结果如下：
头发丝1：0.2毫米
头发丝2：0.3毫米
头发丝3：0.4毫米
头发丝4：0.3毫米
头发丝5：0.2毫米
头发丝6：0.3毫米
头发丝7：0.4毫米
头发丝8：0.2毫米
头发丝9：0.3毫米
头发丝10：0.4毫米
平均宽度：0.3毫米
六、实验结论
通过本实验，我们发现，使用单缝衍射的原理可以准确测量头发丝的宽度，其平均宽度为0.3毫米。
干涉法测细丝直径设计性实验
细铜丝直径测定的设计性实验一、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、实验仪器与用具钠光灯，读数显微镜，细铜丝，光具座，凸透镜，金属夹，米尺，支架若干。
四、实验原理劈尖干涉法将细丝插入两光学平玻璃板的一端，形成一空气劈尖，如下图所示。
当用单色平行光垂直照射时，空气层上表面反射的光线1 和下表面反射的光线2 会发生干涉。
由于从下表面反射的光多走了两倍空气层厚度的距离，以及从下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（1）式中λ为入射光的波长，h 为空气层厚度。
可见入射光一定时，光程差只与厚度相关，这种干涉称为等厚干涉。
这里厚度相同的地方是平行于两玻璃片交线的直线，所以等厚干涉条纹是一组明暗相间、平行于交线的直线。
当光程差为半波长的奇数倍时为暗条纹，若第k 个暗纹处空气层厚度为h k，则有（2）（3）由式（3）可知，k = 0时，h = 0，即在两玻璃片交线处为零级暗条纹。
若在某处呈现N 级暗条纹，则此处厚度为。
由式（2）可知当波长λ已知时，只要读出干涉条纹数N，即可得到相应的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 N0=Ni / l，再测出劈尖棱边至细铜丝的距离L ，则 d （4）。
五、实验步骤（1）将被测金属丝夹在两平板玻璃板的一端，另一端直接接触，形成空气劈尖，置于读数显微镜底座台面上。
（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）在棱边与细铜丝之间, 尽量靠近棱边一侧, 在条纹清晰, 平直的较长区域内, 用显微镜测读出细铜丝越过每Ni个(可以每取10条或20条为一组)暗条纹时的距离l ，连续测量多组数据，可得到单位长度的条纹数N0。
头发丝直径的测量
头发丝直径的测定班级060716 学号45 姓名元指导老师丁头发丝直径的测定，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/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）×5λ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发梢部头发丝直径数据七、实验结论1.由以上数据得出，（本人）头发丝直径的长度在0.5~0.75mm之间2.相比之下发根的头发丝直径比发梢的要粗些3.测量时头发要尽量直，这样出来出来的数据才更加精确。
头发丝直径的实验报告_实验报告_
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。
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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
近劈尖时，再自下而上缓慢上升，直到从目镜中看清楚干涉条纹，且与叉丝无视差。
4测量：从某一清晰的暗条纹开始，每相邻10条条纹记录一次对应刻度i l ，取8组相邻数
据，根据逐差法求条纹间隔l ∆，i i i i l l N N l l l -∆∆=-=
∆++44'
41，再根据公式L N L d ∆∆=2λ，最终得出结论。
4 实验数据：
已知：10=∆N ,40'=∆N ,.3nm 0=λU
表1中,N1-N5是头发丝在同一位置测量的
n 1 2 3 4 5 平均
Li/mm 29.164 31.160 31.120 30.188 32.032 30.733
表2中，N1-N4是每隔10个条纹的i l 与)(4i i l l -+的值 n Li/mm Li+4 ｜L i+4-L ｜/mm
1 38.11
2 29.408 8.604 2 35.965 27.272 8.633
3 33.862 25.182 8.680
4 31.638 23.071 8.567
数据处理：
ΔN=40，=0.3，λ=589.3nm
mm
Li L 733.305
1==∑ 621.8)567.8680.8633.8604.8(41)4(41441=+++=-+=-+∑=i li li li li
==0.009277mm
==0.058515mm
EdN===0.015096
d=*ΔN**40*=3.7mm
UdN= d EdN=7.1**0.015096=1.0764*10(-3)mm
dN= d ±UdN=()mm 3
107.30764.1-⨯±，K=2
5 小结：
本次实验测量的发丝直径为()mm
3
10
7.3
0764
.1-
⨯
±，K=2。
实验之初，根据自己所学知识，
设计出测定的整体方案实验测量过程，并了解了实验仪器的使用说明。
虽然在实验过程中出现一些问题，但是都被好地解决了。
对比前人可靠的实验结论，本次实验的结果令人满意。
6 参考文献：
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[7]吴百涛.大学物理（下册）[M].科学出版社.2002.403~404
7 英文翻译
The theory of optical interference measurement of hair diameter
Digest : the use of equal thickness interference can measurement of small angle, tiny, tiny diameter length and detection of some optical elements spherical degree, flatness, smoothness and other. This experiment is the use of air wedge measuring hair diameter.
Key words: interference of equal thickness; measurement; hair; diameter。