读数显微镜及其使用

三大测量仪器操作详解

三大测量仪器操作详解▲水准仪及其使用方法高程测量是测绘地形图的基本工作之一，另外大量的工程、建筑施工也必须量测地面高程，利用水准仪进行水准测量是精密测量高程的主要方法。

一、水准仪器组合：1.望远镜2.调整手轮3.圆水准器4.微调手轮5.水平制动手轮6.管水准器7.水平微调手轮8.脚架二、操作要点：在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上，利用三个机座螺丝调平，使圆气泡居中，跟着调平管水准器。

水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射，水平重合，就是平水。

将望远镜对准未知点（1）上的塔尺，再次调平管水平器重合，读出塔尺的读数（后视），把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺，调整管水平器，读出塔尺的读数（前视），记到记录本上。

点击>>工程资料免费下载计算公式：两点高差=后视－前视。

三、校正方法：将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a’、b ’。

计算如果a－b≠a’－b’时，将望远镜横丝对准偏差一半的数值。

用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。

重复以上做法，直到相等为止。

四、水准仪的使用方法水准仪的使用包括：水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。

1.安置安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。

首先打开三脚架并使高度适中，用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固，然后打开仪器箱，用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。

2.粗平粗平是使仪器的视线粗略水平，利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中。

具体方法用仪器练习。

在整平过程中，气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致。

3.瞄准瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。

首先是把望远镜对向远处明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰。

再松开固定螺旋，旋转望远镜，使照门和准星的连接对准水准尺，拧紧固定螺旋。

最后转动物镜对光螺旋，使水准尺的清晰地落在十字丝平面上，再转动微动螺旋，使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。

读数显微镜的读数原理

读数显微镜的读数原理
在读数显微镜中，还有一个旋转调焦环的存在，用于改变物镜与目镜
之间的距离，以调节显微镜的放大倍数。

放大倍数是通过物镜和目镜的焦
距来计算的，由此可以改变观察者能够看到的图像的大小。

当样本置于物镜下方时，光线从底部的光源中穿过样本，并经过物镜
的透镜。

物镜的透镜是一个凸透镜，它会使透过它的光线聚焦在样本上方
的实际或虚拟物像中。

焦点的位置取决于物镜的曲率和折射率，以及光线
的入射角度和波长。

目镜的透镜位于物镜下方，使得通过物镜的聚焦光线可以再次聚焦到
观察者的视网膜上，形成一个放大的图像。

目镜的透镜通常是一个凸凹透镜，以便产生一个虚拟放大的图像，并使观察者能够更容易地观察到细节。

为了增强图像的清晰度和对比度，可以在显微镜中使用各种技术和附件。

例如，使用染色剂可以使细胞和组织更容易区分。

使用偏光器可以帮
助观察晶体样本中的双折射效应。

使用相差干涉装置可以提高透明样本的
对比度。

读数显微镜检定过程中的常见问题与注意事项

读数显微镜检定过程中的常见问题与注意事项作者：冀红来源：《魅力中国》2016年第19期摘要：读数显微镜是常用的一种光学计量仪器。

它广泛应用在科研、生产以及教学中。

读数显微镜结构简单、操作方便，可以应用于位移的精密测量或微小物体长度测量，如可测定光栅常数、刻线宽度等，同时还可作为观察显微镜，对物体进行低倍放大后观察分析。

本文介绍了读数显微镜的检定方法，本人通过多年的工作经验总结了读数显微镜检定过程的常见问题以及处理方法，并在此基础上提出了读数显微镜检定过程的注意事项，以便于更好地为企业服务，使得计量数据更加准确、可信。

关键词：读数显微镜检定问题经验1、概述读数显微镜属于光学机械式计量仪器，主要作为几何量计量仪器中的瞄准定位读数装置，也可单独用于刻线宽度、间距等长度量的测量；测量显微镜、小型、大型和万能显微镜都属于工具显微镜类光学计量仪器，主要用于测量精密机械零件的长度、角度、锥度、形状和螺纹参数等。

2、读数显微镜检定方法依据JJG 571-2004 《读数、测量显微镜检定规程》和JJG 56—2000 《工具显微镜检定规程，把标准刻线尺放置在硬度计（或显微镜）的工作台上，检查时先调好焦距，使在目镜视野内或投影屏上能清晰地看到标准刻线尺的刻线，并调整到与目镜内的刻线重合，然后将读数显微镜的刻线与标准刻线尺的刻线进行比较，应至少在整个测量范围的5个间隔段进行测量，各间隔段比较，3次！取3次比较结果的平均值，其相对误差，按下式进行计算：式中：--相对误差（%）；--读数显微镜的比较段所测出的长度（mm）；--标准刻线尺的比较段的实际长度（mm）。

3、读数显微镜检定过程中的常见问题3.1 示值误差超差JG 571-2004《读数显微镜检定规程》规定，当分度值大于0.001mm 的仪器，其示值误差应小于等于分度值；即当分度值为 0.01mm，则示值误差小于等于10μm。

3.1.1 读数显微镜零位不当导致的示值误差超差当十字刻线的竖线对准毫米刻度尺的零刻线时，测微鼓轮的零位没有对准指标线，偏移量超过1/5个分度。

大学物理实验：长度测量

长度测量长度是一个基本物理量，许多其他的物理量也常常化为长度量进行测量；如用温度计测量温度就是确定水银柱面在温度标尺上的位置；测量电流或电压就是确定指针在电流表或电压表标尺上的位置等。

因此，长度测量是一切测量的基础。

物理实验中常用的测量长度的仪器有：米尺、游标卡尺、螺旋测微器（千分尺）、读数显微镜等。

通常用量程和分度值表征这些仪器的规格。

量程表示仪器的测量范围；分度值表示仪器所能准确读到的最小数值。

分度值的大小反映了仪器的精密程度。

一般来说，分度值越小，仪器越精密。

【实验目的】1. 掌握游标卡尺、螺旋测微器、读数显微镜的测量原理和使用方法；2. 学习正确读取和记录测量数据；3. 掌握数据处理中有效数字的运算法则及表示测量结果的方法；4.熟悉直接和间接测量中的不确定度的计算.【实验仪器】不锈钢直尺，游标卡尺，螺旋测微器，读数显微镜，铁环、细金属丝、钢珠【实验原理】一、游标卡尺用普通的米尺或直尺测量长度，只能准确地读到毫米位。

毫米以下的1位要凭视力估计，实验中要使读数准确到0.1mm或更小时，一般采用游标卡尺和螺旋测微计。

1．游标卡尺的结构游标卡尺又叫游标尺或卡尺，它是为了使米尺测量的更准确一些，在米尺上附加了一段能够滑动的有刻度的小尺，叫做游标。

利用它可将米尺估读的那位数值准确地读出来。

因此，它是一种常用的比米尺精密的测长仪器。

利用游标卡尺可以用来测量物体的长度、孔深及内外直径等。

游标上分度格数主尺上最小分度值==-=y m x y x 1δ游标卡尺的外形如图4-1-1所示。

它主要由两部分构成：与量爪AA ’相连的主尺D ；与量爪BB ’及深度尺C 相连的游标E 。

游标E 可紧贴着主尺D 滑动。

量爪A 、B 用来测量厚度和外径，量爪A ’、B ’用来测量内径，深度尺C 用来测量槽的深度，他们的读数值都是由游标的0线于主尺的0线之间的距离表示出来。

2．游标卡尺的测量原理游标卡尺在构造上的主要特点是：游标刻度尺上m 个分格的总长度和主刻度尺上的(m －1)个分格的总长度相等。

拉伸法测弹性模量实验报告

2.1拉伸法测弹性模量一、实验目的：(1)学习用拉伸法测量弹性模量的方法(2)掌握螺旋测微计和读数显微镜的使用(3)练习用逐差法处理数据二、实验原理(1)弹性模量及其测量方法长度为L、截面积为S的均匀细金属丝，沿长度方向受外力F后伸长δL。

单位横截面积上的垂直作用力F/S称为正应力，金属丝的相对伸长δL/L称作线应变。

实验得出，在弹性形变范围内，正应力与线应变成正比，即胡克定律：F S =EδLL式中比例系数E=F/S δL/L称作材料的弹性模量，表征材料本身的性质。

弹性模量越大的材料，要使它发生一定的相对型变所需的单位横截面积上的作用力也越大。

E的单位是Pa。

本实验测量钢丝的弹性模量，设钢丝的直径为D，则弹性模量可进一步表示为：E=4FL πD2δL实验中的测量方法是将钢丝悬挂于支架上，上端固定，下端加砝码对钢丝施力F，测出钢丝相应的伸长量δL，即可求出E。

钢丝长度L用钢尺测量，钢丝直径用螺旋测微计测量，力F由砝码的重力F=mg求出。

δL一般很小，约0.1mm量级，本实验用读数显微镜测量（也可用光杠杆等其它方法测量）。

通过多次测量并用逐差法处理数据达到减少随机误差的目的。

(2)逐差法处理数据本实验中测量10组数据，分成前后两组，对应项相减得到5个l i，l i=5δL，则：δL=15×5y i+5−y i5i=1这种方法称为逐差法。

其优点是充分利用了所测数据，可以减少测量的随机误差，也可以减少测量仪器带来的误差。

三、实验仪器支架：用以悬挂被测钢丝；读数显微镜：用以较准确的测量微小位移。

由物镜和测微目镜构成。

测微目镜鼓轮上有100分格，鼓轮转动一圈，叉丝移动1mm。

故分度值为0.01mm；底座：用以调节钢丝铅直；钢尺、螺旋测微计：测量钢丝的长度和直径。

四、实验步骤(1)调整钢丝竖直：钢丝下夹具上应先挂砝码钩，用以拉直钢丝。

调节底座螺钉使夹具不与周围支架碰蹭。

(2)调节读数显微镜：粗调显微镜高度，使之与钢丝下夹具的标记线同高，再细调读数显微镜。

实验报告显微镜

单位：(mm)
实验结果：
测量生物显微镜放大率
显微镜放大率为：
利用生物显微镜测量微小长度
光栅长度为
空间频率为
用读数显微镜测量物体长度，计算光栅空间频率
光栅长度为
读数显微镜测得的数字不是太吻合观察数据发现主要是第一组只数了25条光栅的数据同另两组偏差较大主要原因是数的条数较少造成了结果的不准确
实验名称：显微镜
目的要求：
1．了解显微镜的原理。
2．掌握使用显微镜测量微小长度的方法和规范。
仪器用具：
1．读数显微镜（物镜3X，目镜10X，主尺刻度1mm，副尺0.01mm）。
用读数显微镜测量物体长度，计算光栅空间频率
1．调整被测光栅和/或显微镜，使光栅增长方向同读数增长方向相同。
2．数出n条光栅的起始点，和终止点的读数y1，y2。
3．这样实际的每条光栅长度为，光栅的空间单位：(mm)
利用生物显微镜测量微小长度
单位：(mm)
用读数显微镜测量物体长度，计算光栅空间频率
2．生物显微镜
3．照明设备
4．测微尺（刻度0.100mm）
5．测微目镜（主刻度1mm，副刻度0.01mm）
6．光栅（待测）
实验原理：
显微镜及其放大率
显微镜的放大率可以通过计算。
其中，x1-x2，是被测物体的长度，y1-y2是测得最终成像的长度。
利用放大率的公式，已知放大率β时，在测得成像的长度后，可以计算原物体的长度。
实验内容：
测量生物显微镜的放大率
1．测得测微尺上两点的位置，x1，x2。
2．用测微目镜，测出两点位置相应的读数，y1，y2。
3．放大率
利用生物显微镜测量微小长度
1．调整光栅，使光栅增长方向同测微目镜刻度增长方向同向。

光的等厚干涉牛顿环实验报告

一、实验目的1. 观察牛顿环现象及其特点，加深对等厚干涉现象的认识和理解。

2. 学习利用牛顿环实验装置测量平凸透镜的曲率半径。

3. 掌握读数显微镜的使用方法。

二、实验原理牛顿环实验是研究等厚干涉现象的经典实验。

实验装置由一块曲率半径很大的平凸透镜和一块光学平板玻璃组成。

当平行单色光垂直照射到牛顿环装置上时，由于透镜与玻璃之间存在一层空气薄膜，光在薄膜的上下两个表面反射后发生干涉，形成一系列明暗相间的同心圆环，即牛顿环。

根据光的干涉理论，当光程差为波长的整数倍时，两束光相长干涉，形成明环；当光程差为半波长的奇数倍时，两束光相消干涉，形成暗环。

设牛顿环装置中空气薄膜的厚度为d，则两束反射光的光程差为：ΔL = 2nd + (m + 1/2)λ其中，n为空气的折射率，m为干涉级数，λ为入射光的波长。

根据牛顿环的特点，相邻两环的空气薄膜厚度差为λ/(2n)，因此可以通过测量相邻两环的直径，计算出平凸透镜的曲率半径。

三、实验仪器与器材1. 牛顿环实验装置2. 平行光光源3. 读数显微镜4. 记录本和铅笔四、实验步骤1. 将牛顿环实验装置放置在实验台上，确保装置稳定。

2. 打开平行光光源，调整光束方向，使其垂直照射到牛顿环装置上。

3. 将读数显微镜调至合适位置，调整显微镜的焦距，使牛顿环清晰可见。

4. 观察牛顿环现象，记录下观察到的明暗相间的同心圆环。

5. 使用读数显微镜测量相邻两环的直径，记录数据。

6. 根据公式ΔL = 2nd + (m + 1/2)λ，计算出平凸透镜的曲率半径。

五、实验数据与结果1. 观察到的牛顿环现象：在牛顿环装置上观察到明暗相间的同心圆环，其中暗环较为明显。

2. 测量数据：- 第1环直径：d1 = 2.5 mm- 第2环直径：d2 = 5.0 mm- 第3环直径：d3 = 7.5 mm- 第4环直径：d4 = 10.0 mm- 第5环直径：d5 = 12.5 mm3. 计算平凸透镜的曲率半径：- 第1环：R1 = (d1^2 - d2^2) / (2λn) = (2.5^2 - 5.0^2) /(2×600×1.00) ≈ -1.96×10^-3 m- 第2环：R2 = (d2^2 - d3^2) / (2λn) = (5.0^2 - 7.5^2) /(2×600×1.00) ≈ -2.25×10^-3 m- 第3环：R3 = (d3^2 - d4^2) / (2λn) = (7.5^2 - 10.0^2) /(2×600×1.00) ≈ -2.55×10^-3 m- 第4环：R4 = (d4^2 - d5^2) / (2λn) = (10.0^2 - 12.5^2) /(2×600×1.00) ≈ -2.84×10^-3 m六、实验分析与讨论1. 牛顿环现象的观察结果符合理论预期，明暗相间的同心圆环清晰可见。

牛顿环物理实验报告

一、实验目的1. 观察光的等厚干涉现象，了解干涉条纹的特点。

2. 学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径。

3. 理解牛顿环的成因及其在光学测量中的应用。

二、实验原理牛顿环是一种典型的等厚干涉现象。

当一束单色光垂直照射到平凸透镜与平板之间形成的空气薄层时，光在空气薄层上下表面反射后发生干涉，形成一系列明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。

根据干涉原理，当两束光的光程差为波长的整数倍时，发生相长干涉，形成明环；当光程差为半波长的奇数倍时，发生相消干涉，形成暗环。

设空气薄层厚度为d，入射光的波长为λ，则对于第k级明环和暗环，有：- 明环：2d = kλ- 暗环：2d = (k + 1/2)λ通过测量牛顿环的直径，可以计算出透镜的曲率半径。

设第k级明环的直径为D，则曲率半径R与D的关系为：R = (kλ)² / D三、实验仪器1. 牛顿环仪2. 平面玻璃板3. 凸透镜4. 钠光灯5. 读数显微镜6. 秒表四、实验步骤1. 将牛顿环仪调整至水平状态，并将平面玻璃板放置在仪器的支架上。

2. 将凸透镜放置在玻璃板上，使其凸面与玻璃板接触。

3. 打开钠光灯，调整其高度，使光线垂直照射到牛顿环仪上。

4. 使用读数显微镜观察牛顿环，记录下第k级明环和暗环的直径D。

5. 重复步骤4，记录多组数据。

五、数据处理1. 根据实验数据，计算第k级明环和暗环的厚度d。

2. 利用公式R = (kλ)² / D，计算透镜的曲率半径R。

3. 求出所有数据的平均值，作为最终结果。

六、实验结果与分析通过实验，我们观察到了牛顿环的等厚干涉现象，并成功测量了透镜的曲率半径。

实验结果表明，牛顿环的直径与透镜的曲率半径之间存在一定的关系，验证了实验原理的正确性。

七、实验结论1. 牛顿环实验是一种简单易行的光学干涉实验，可以用于观察光的等厚干涉现象。

2. 利用牛顿环可以测量透镜的曲率半径，具有很高的精度。

3. 牛顿环实验在光学测量和光学仪器制造等领域具有广泛的应用。

测量仪器的使用方法

水准仪及其使用方法高程测量是测绘地形图的基本工作之一，另外大量的工程、建筑施工也必须量测地面高程，利用水准仪进行水准测量是精密测量高程的主要方法。

一、水准仪器组合：1.望远镜2.调整手轮3.圆水准器4.微调手轮5.水平制动手轮6.管水准器7.水平微调手轮8.脚架二、操作要点：在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上，利用三个机座螺丝调平，使圆气泡居中，跟着调平管水准器。

水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射，水平重合，就是平水。

将望远镜对准未知点（1）上的塔尺，再次调平管水平器重合，读出塔尺的读数（后视），把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺，调整管水平器，读出塔尺的读数（前视），记到记录本上。

计算公式：两点高差=后视－前视。

三、校正方法：将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a’、b ’。

计算如果a－b≠a’－b’时，将望远镜横丝对准偏差一半的数值。

用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。

重复以上做法，直到相等为止。

四、水准仪的使用方法水准仪的使用包括：水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。

1. 安置安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。

首先打开三脚架并使高度适中，用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固，然后打开仪器箱，用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。

2. 粗平粗平是使仪器的视线粗略水平，利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中。

具体方法用仪器练习。

在整平过程中，气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致。

3. 瞄准瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。

首先是把望远镜对向远处明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰。

再松开固定螺旋，旋转望远镜，使照门和准星的连接对准水准尺，拧紧固定螺旋。

最后转动物镜对光螺旋，使水准尺的清晰地落在十字丝平面上，再转动微动螺旋，使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。

水准仪、经纬仪、全站仪的使用方法详解

水准仪、经纬仪、全站仪的使用方法详解水准仪及其使用方法高程测量是测绘地形图的基本工作之一，另外大量的工程、建筑施工也必须量测地面高程，利用水准仪进行水准测量是精密测量高程的主要方法。

一、水准仪器组合：1.望远镜2.调整手轮3.圆水准器4.微调手轮5.水平制动手轮6.管水准器7.水平微调手轮8.脚架二、操作要点：在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上，利用三个机座螺丝调平，使圆气泡居中，跟着调平管水准器。

水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射，水平重合，就是平水。

将望远镜对准未知点（1）上的塔尺，再次调平管水平器重合，读出塔尺的读数（后视），把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺，调整管水平器，读出塔尺的读数（前视），记到记录本上。

计算公式：两点高差=后视－前视。

三、校正方法：将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a’、b ’。

计算如果a－b≠a’－b’时，将望远镜横丝对准偏差一半的数值。

用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。

重复以上做法，直到相等为止。

四、水准仪的使用方法水准仪的使用包括：水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。

1. 安置安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。

首先打开三脚架并使高度适中，用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固，然后打开仪器箱，用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。

2. 粗平粗平是使仪器的视线粗略水平，利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中。

具体方法用仪器练习。

在整平过程中，气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致。

3. 瞄准瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。

首先是把望远镜对向远处明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰。

再松开固定螺旋，旋转望远镜，使照门和准星的连接对准水准尺，拧紧固定螺旋。

最后转动物镜对光螺旋，使水准尺的清晰地落在十字丝平面上，再转动微动螺旋，使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。

大学物理实验A1弹性模量的测量实验报告

清华大学测量弹性模量试验物理实验完整报告班级姓名学号结稿日期：弹性模量的测量实验报告一、拉伸法测弹性模量1.实验目的（1）. 学习用拉伸法测量弹性模量的方法；（2）. 掌握螺旋测微计和读数显微镜的使用。

2.实验原理（1）弹性模量及其测量方法对于长度为L、截面积为S的均匀的金属丝，将外力F作用于它的长度方向，设金属丝伸长量为δL。

定义单位横截面上的垂直于横截面的作用力F/S为正应力，而金属丝的相对伸长量δL/L为线应变。

根据胡克定律，在弹性形变范围内，正应力与线应变成正比，表达式为：F S =EδLL（1）式中比例系数E=F/SδL/L称作材料的弹性模量，与材料本身的性质有关。

在本实验中，设钢丝的直径为D，则钢丝的弹性模量可进一步表示为：E=4FLπD²δL（2）公式（2）即为本实验的计算公式。

在实验中，我们将钢丝悬挂于支架上，固定一端，在另一端加砝码，钢丝所受到的沿长度方向的力F由砝码的重力F=mg表示。

用读数显微镜可以测出钢丝相应地伸长量δL（微小量）。

此外，钢丝长度L用钢尺测量（本实验中钢丝长度数据已给出），钢丝直径用螺旋测微计测量。

3.实验仪器竖直金属支架，读数显微镜，支架底座，螺旋测微计。

4. 实验步骤(1)调整钢丝竖直。

钢丝下端应先挂砝码钩，用以拉直钢丝。

调节底座螺钉，使得底座水平，保持钢丝以及下端夹具不与周围碰蹭。

(2)调节读数显微镜。

首先粗调显微镜高度，使得显微镜与标记线（细铜丝）同高。

然后进行细调，先调节目镜看到叉丝清晰的像，再前后移动镜筒看清标记线，使标记线的像与叉丝无视差。

(3)测量：测量钢丝长度L及其伸长量δL。

先读出无砝码，仅有砝码钩（质量为0.200kg）时标记线的位置（反映在鼓轮上），然后在砝码钩上每加一个砝码（质量均为0.200kg），读下一个位置yi。

先从无砝码逐步增加到九个砝码，增加完毕后，消除空程影响后，再依次递减到无砝码，又得一组数据。

用螺旋测微计在钢丝的不同地方测量直径D共6次，测量前后记录下螺旋测微计的零点d各3次。

等厚干涉测量与读数显微镜的使用

（3.4- 49 a）（3.4- 49b）
127
第 3 章物理实验常用仪器的使用
k = 0,1,2,3, 。与 k 级暗纹条纹对应的劈尖厚度为
e=kλ 2
（3.4-50）
由此式可知，k=0 时，e=0，即在两玻璃板接触线处为零级暗条纹，如在细丝处呈
现 k=N 级暗条纹，则待测细丝或薄片的厚度为
注意：为防止压坏被测物体和物镜，不得由上向下移动移动显微镜镜筒！。
2．牛顿干涉环直径Dm和Dn的测量（参见图 3.4-44）取 m=15，n=5。横向改变读数显微镜位置，使叉丝由第 15 圈外若干圈向第 15 圈移动直至叉丝交点与之重合，读取 C15，继续朝同一方向移动叉丝至第 5 圈读取 C5 ；仍按原方向移动叉丝，越过中央暗环，按同样方法读取 C'5 、C'15 。
图中给出的几何关系得到
R2 = r2 + (R- e )2
化简后得
r2=2Re- e2
当 R>>e 时，上式中的 e2 可以略去，因此
e= r 2 2R
将此值代入上述干涉条件（3.4-49），并化简可得
R
r
A
B
O
e
图 3.4-42 光程差计算用图
r 2 = (2k −1)R λ k = 1,2,3
与k级暗纹条纹对应的劈尖厚度为2ke3450由此式可知k0时e0即在两玻璃板接触线处为零级暗条纹如在细丝处呈现kn级暗条纹则待测细丝或薄片的厚度为2nd3451若将图3440的下面一块平整玻璃板换上一表面平整度待检验的玻璃片一端稍加力就会使二接触面间出现一劈尖
3.4 常用仪器使用实验
3.4.6 等厚干涉测量与读数显微镜的使用
2

等厚干涉实验1

等厚干涉实验【实验目的】1．观察等厚干涉现象及其特点。

2．用牛顿环测平凸透镜的曲率半径。

3.用劈尖干涉测量微小厚度。

4．学会使用读数显微镜。

【实验仪器】读数显微镜、牛顿环、劈尖、钠光灯【实验原理】1. 牛顿环牛顿环属于分振幅等厚干涉现象。

干涉现象在科学研究和工业技术中有着广泛的应用，如测量光波波长、精确测量微小物体的长度、厚度和角度，检查光学元件、精密机械表面的光洁度、平整度，研究机械零件内应力分布以及测量半导体器件上镀膜厚度等。

在一块平玻璃片B上，放一曲率半径R很大的平凸透镜A，在A、B间形成一从中间向四周渐渐加厚的空气薄膜，以接触点O为中心的圆周上空气膜的厚度相等。

当单色平行光束垂直地射向平凸透镜时，在空气膜的上下表面(平凸透镜的下表面和平面玻璃的上表面)所反射的两束光因存在一定的光程差而相互干涉。

从透镜上侧俯视，干涉图样是以两玻璃接触点O为圆心的一系列明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。

它是等厚干涉图样，空气膜厚度相同的点都处于同一条纹上。

图1 实验光路图及牛顿环设第k 级环的环半径为k r ，该处空气膜厚度为e ，波长为λ，显然有下列干涉条件成立：λλk e =+22 (k =1，2，3，…) 明环 (1) 2)12(22λλ+=+k e(k ＝0，1，2，…)暗环 (2)式中的2λ是由于从空气膜的下表面反射的反射光有半波损失。

中心处0=e ，形成中央暗斑。

从图1（b ）中的三角形得22222)(e Re e R R r k -=--=因e R >>，所以22e Re >>，可以把上式中2e 略去，于是Rr e k 22= (3)上式说明e 与2k r 成正比，所以离开中心愈远光程差增加愈快，牛顿环也变得愈来愈密。

把(3)代入(2)，求得暗环半径为：λkR r k = (4)如果测量第k 级暗环的半径，必须确定环心的位置，也就是牛顿环中央暗斑的中心位置，实验中这一位置不易确定，于是第k 级暗环的半径不易测准，为此，把(4)变成牛顿环直经k D 表达式：λkR r D k k 22==λkR r D k k 4422==对m 级和n 级暗环有λmR D m 42= λnR D n 42=二式相减，得：λ)(422n m D D R nm --=(5) 由(5)式通过测量暗环直径计算出平凸透镜的曲率半径R ，可克服测量暗环半径环心不容易确定的困难。

光等厚干涉实验报告

一、实验目的1. 观察牛顿环现象及其特点，加深对等厚干涉现象的认识和理解。

2. 学习利用等厚干涉法测量平凸透镜的曲率半径和薄膜的厚度。

3. 掌握读数显微镜的使用方法。

二、实验原理牛顿环现象是等厚干涉的一个典型例子。

当一块平凸透镜与一块平板玻璃紧密接触时，在两者之间会形成一层厚度不等的空气薄膜。

当单色光垂直照射到这层空气薄膜上时，从薄膜上下表面反射的两束光会发生干涉。

由于同一干涉环上的空气薄膜厚度相等，因此形成了等厚干涉现象。

实验中，牛顿环的干涉条纹是以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆。

根据干涉条纹的半径和光波的波长，可以计算出平凸透镜的曲率半径和薄膜的厚度。

三、实验仪器1. 平凸透镜2. 光学平板玻璃3. 读数显微镜4. 钠光灯5. 精密夹具四、实验步骤1. 将平凸透镜和光学平板玻璃放置在精密夹具中，确保两者接触紧密。

2. 打开钠光灯，调整光路，使光线垂直照射到牛顿环装置上。

3. 使用读数显微镜观察牛顿环干涉条纹，记录不同干涉环的半径。

4. 重复步骤3，记录不同实验条件下的干涉环半径。

5. 根据实验数据，计算平凸透镜的曲率半径和薄膜的厚度。

五、实验结果与分析1. 通过实验观察，可以清晰地看到牛顿环干涉条纹，其特点是明暗相间、内疏外密。

2. 根据实验数据，计算出平凸透镜的曲率半径为R =3.6 mm，薄膜的厚度为t = 0.8 μm。

3. 对比理论计算值和实验测量值，发现实验结果与理论值吻合较好。

六、实验讨论1. 牛顿环现象是等厚干涉的一个典型例子，通过观察和分析牛顿环现象，可以加深对等厚干涉现象的认识和理解。

2. 实验结果表明，利用等厚干涉法可以测量平凸透镜的曲率半径和薄膜的厚度，具有较高的精度。

3. 读数显微镜的使用方法对于本实验至关重要，需要熟练掌握其操作技巧。

七、实验总结本次实验成功地观察了牛顿环现象，加深了对等厚干涉现象的认识。

通过实验测量，掌握了利用等厚干涉法测量平凸透镜的曲率半径和薄膜的厚度的方法。

大学物理实验A1弹性模量的测量实验报告

清华大学测量弹性模量试验物理实验完整报告班级姓名学号结稿日期：弹性模量的测量实验报告一、拉伸法测弹性模量1.实验目的（1）. 学习用拉伸法测量弹性模量的方法；（2）. 掌握螺旋测微计和读数显微镜的使用。

2.实验原理（1）弹性模量及其测量方法对于长度为L、截面积为S的均匀的金属丝，将外力F作用于它的长度方向，设金属丝伸长量为δL。

定义单位横截面上的垂直于横截面的作用力F/S为正应力，而金属丝的相对伸长量δL/L为线应变。

根据胡克定律，在弹性形变范围内，正应力与线应变成正比，表达式为：F S =EδLL（1）式中比例系数E=F/SδL/L称作材料的弹性模量，与材料本身的性质有关。

在本实验中，设钢丝的直径为D，则钢丝的弹性模量可进一步表示为：E=4FLπD²δL（2）公式（2）即为本实验的计算公式。

在实验中，我们将钢丝悬挂于支架上，固定一端，在另一端加砝码，钢丝所受到的沿长度方向的力F由砝码的重力F=mg表示。

用读数显微镜可以测出钢丝相应地伸长量δL（微小量）。

此外，钢丝长度L用钢尺测量（本实验中钢丝长度数据已给出），钢丝直径用螺旋测微计测量。

3.实验仪器竖直金属支架，读数显微镜，支架底座，螺旋测微计。

4. 实验步骤(1)调整钢丝竖直。

钢丝下端应先挂砝码钩，用以拉直钢丝。

调节底座螺钉，使得底座水平，保持钢丝以及下端夹具不与周围碰蹭。

(2)调节读数显微镜。

首先粗调显微镜高度，使得显微镜与标记线（细铜丝）同高。

然后进行细调，先调节目镜看到叉丝清晰的像，再前后移动镜筒看清标记线，使标记线的像与叉丝无视差。

(3)测量：测量钢丝长度L及其伸长量δL。

先读出无砝码，仅有砝码钩（质量为0.200kg）时标记线的位置（反映在鼓轮上），然后在砝码钩上每加一个砝码（质量均为0.200kg），读下一个位置yi。

先从无砝码逐步增加到九个砝码，增加完毕后，消除空程影响后，再依次递减到无砝码，又得一组数据。

用螺旋测微计在钢丝的不同地方测量直径D共6次，测量前后记录下螺旋测微计的零点d各3次。

光的干涉实验报告步骤

一、实验目的1. 了解光的干涉现象及其原理。

2. 观察并分析牛顿环现象，加深对等厚干涉现象的认识和理解。

3. 学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径和薄膜厚度。

4. 掌握读数显微镜的使用方法。

二、实验原理光的干涉现象是指两束或多束相干光波相遇时，由于光波的叠加，使得某些区域的光强增强，而另一些区域的光强减弱，从而形成明暗相间的干涉条纹。

根据干涉条纹的分布规律，可以分析出光波的波长、相位差等信息。

本实验主要研究等厚干涉现象，即同一干涉条纹上各处的空气薄膜厚度相等。

牛顿环实验是一种典型的等厚干涉实验，通过观察牛顿环现象，可以测量透镜的曲率半径和薄膜厚度。

三、实验仪器1. 牛顿环仪2. 读数显微镜3. 钠光灯4. 平行光管5. 毛细管6. 透镜7. 光屏8. 调节螺丝9. 实验台四、实验步骤1. 将牛顿环仪放置在实验台上，调整水平，确保仪器稳定。

2. 将透镜放置在牛顿环仪的凹槽中，调整透镜与牛顿环仪之间的距离，使透镜的凸面与牛顿环仪的凹槽紧密接触。

3. 将钠光灯放置在平行光管的一端，调整光源与平行光管之间的距离，使光线垂直照射到透镜上。

4. 将透镜的另一侧放置光屏，调整光屏与透镜之间的距离，使光屏位于牛顿环仪的凹槽附近。

5. 观察光屏上的干涉条纹，调整调节螺丝，使干涉条纹清晰可见。

6. 利用读数显微镜观察干涉条纹，记录下干涉条纹的分布情况，包括明暗条纹的位置、间距等。

7. 改变透镜与牛顿环仪之间的距离，重复步骤6，记录不同距离下的干涉条纹分布情况。

8. 根据干涉条纹的分布规律，分析等厚干涉现象，计算透镜的曲率半径和薄膜厚度。

9. 整理实验数据，撰写实验报告。

五、注意事项1. 实验过程中，注意调整仪器，确保仪器稳定，避免干涉条纹的移动和模糊。

2. 观察干涉条纹时，注意光线的方向，确保光线垂直照射到透镜上。

3. 调整读数显微镜时，注意观察显微镜的刻度，确保读数的准确性。

4. 实验结束后，清理实验台，保持实验室的整洁。

读数显微镜安全操作及保养规程

读数显微镜安全操作及保养规程读数显微镜是一种常见的实验室设备，广泛应用于生物、化学、医学等领域的观察、分析和研究工作中。

然而，读数显微镜的操作不当可能会产生危险。

因此，为保障操作人员的安全，本文将详细介绍读数显微镜的安全操作及保养规程。

安全操作规程1. 佩戴个人防护装备在使用读数显微镜时，应佩戴适当的个人防护装备，如实验室制服、实验鞋、手套和安全眼镜等，以保护操作人员的安全。

2. 遵守操作规程在进行操作前，先要认真阅读使用说明书，并遵守相关的操作规程。

在操作时，应准确使用读数显微镜的各项功能，不得随意进行调整和更改。

3. 控制光源使用读数显微镜时，应注意控制照明光源的强度，以避免直接照射到操作人员的眼睛，可通过合理调节照明光源的角度和位置，或适时使用光源自带的遮蔽装置进行防护。

4. 安全操作样品在使用读数显微镜操作样品时，应注意样品是否具有毒性、放射性、易挥发性或易爆性等危险属性。

如有危险，应在安全操作条件下进行操作，或按照相关规定使用防护措施。

5. 定期检查为确保读数显微镜的安全性，应每隔一段时间进行定期检查，并做好记录，以便于及时发现和解决问题。

保养规程1. 定期清洁为保障读数显微镜的精度和使用寿命，应定期清洁设备。

清洁时，应注意不损坏仪器表面，使用软布或专用设备进行清洁，避免使用带有化学成分的清洗剂或在潮湿处清洁。

2. 正确存放在使用后，应将读数显微镜放置在指定位置并进行封闭存放，避免灰尘和湿度的侵入，降低设备的寿命。

同时，应注意防止撞击和摔落等意外情况。

3. 维护电源读数显微镜是一种电动设备，其电源设备也需要定期维护。

维护时应关闭设备电源，并拔下插头，清洁电源设备表面，检查电线是否损坏或老化等。

4. 更换零件在使用中，如果出现读数显微镜零件损坏或老化，应及时更换。

更换时，需按照相关规定，使用正规的零件并注意细节。

总结读数显微镜是一种必不可少的实验室设备，为了保障操作人员的安全，在操作时必须严格遵守操作规程和保养规程。

牛顿环实验报告

牛顿环实验报告一、实验目的1.观察等厚干涉现象，并利用等厚干涉测量凸透镜的曲率半径；2.了解读数显微镜的使用方法.二、实验原理1.牛顿环的产生原理和投机曲率半径的计算当曲率半径为R的平凸透镜放置在一平板玻璃上时，在透镜和平板玻璃之间形成一个厚度变化着的空气间隙，如图所示.当光线垂直照到其上，从空气间隙的上下表面反射的两束光线○1、○2将在空气间隙的上表面附近实现干涉叠加，两束光之间的光程差∆随空气间隙厚度的变化而变化，空气间隙厚度相同处的两束光具有相同的光程差，所以干涉条纹是以接触点为圆心的一组明暗相间的同心圆环，称为牛顿环.中心干涉暗环的级次为0，向外逐次增加，亮环的级次从1开始，向外逐次增加，离中心最近的亮环级次为1.牛顿环是一个典型的分振幅等厚干涉.通常用它来检测一些介质表面的形状.在图中，R为待测透镜凸面的曲率半径，r k是第k级干涉环的半径，d k是第k级干涉环所对应的空气间隙的厚度.如果入射光波长为λ，则第k级干涉环所对应的光程差为∆k=2d k+λ/2其中，λ/2为光由光疏介质入射到光密介质时，反射光的半波损失.因此，在接触点处(d0=0)的光程差为∆0=λ/2在理想情况下，牛顿环的中心是一个几何暗点.但在实际情况中，透镜和平板接触时，由于有重力和压力存在，透镜的凸面和平板玻璃均发生形变，两者的接触不再是点接触，而是面接触.因此，牛顿环的零级次暗条纹不是点，而是一个较大的暗斑.第k级干涉暗环处的光程差为∆k=2d k+λ2=(k+12)λ所对应的空气间隙的厚度为d k=kλ2在上图中，由于R≫d k，所以有r k2=R2−(R−d k)2≈2Rd k由上两式可得，第k级干涉暗环的半径为r k=√kλR在实际测量中，由于无法准确确定干涉环的圆心所在位置，这样就不可能准确地测量干涉环的半径.因此，直接利用上式作为测量公式有非常大的误差.但是，我们可以准确地测量出各个级次干涉环的弦长.假设这条弦到圆心的距离为s，由下图中几何关系可以得到：l k2=4(r k2−s2)联立上两式，可以得到所测弦长与透镜曲率半径之间满足一下关系l k2=4kλR−4s2此式为l k2关于k的一次方程，斜率为4λR.已知钠灯波长，则可以通过最小二乘法计算斜率，即可求出曲率半径R.2.读数显微镜及其读数方法读数方法：(1)将读数显微镜适当安装，对准待测物；(2)调节显微镜的目镜，以清楚地看到叉丝（或标尺）；(3)调节显微镜的聚集情况或移动整个仪器，使待测物成像清楚，并消除视差，即眼睛上下移动时，看到叉丝与待测物成像清楚，并清除视差，即眼睛上下移动时，看到叉丝与待测物成的像之间无相对移动；(4)先让叉丝对准待测物上一点（或一条线）A，记下读数；转动鼓轮，对准另一点B，再记下读数，两次读数之差即AB 之间的距离.注意两次读数时鼓轮必须只向一个方向移动，以避免回程差.最终读数：标尺上读数（不估读）（mm）+鼓轮读数（向下估读一位）×0.01mm.三、实验仪器牛顿环装置，钠灯，读数显微镜四、实验步骤1.按上图放置好实验装置；2.点燃钠灯，几分钟后它将放出明亮的黄光，调节半透半反镜的倾角和左右方向，使显微镜的视场达到最亮；3.调节显微镜目镜，使自己能够清晰的看到叉丝.对显微镜进行调焦，找到干涉条纹，并尽量使叉丝与干涉环的中心重合；4.按数据记录的表格测量不同级次干涉环的弦长.测量时应先测量较高级次的干涉环，这样可以避免中心部分有形变带来的测量误差.注：(1)测量时应先数50级次，然后从50级次开始测量，按级次从大到小再变大测量；测量时鼓轮必须朝一个方向转动，如若反转，则需重头开始测量；(2)由于干涉暗环有一定的宽度，且难以找到中心，为得到相对准确的弦长值，45到10级次记录暗环外圈数值，10到45级次记录内圈数值，这样就能得到相对准确的弦长值；(3)处理实验数据时注意，钠光波长取λ=589.3nm.五、实验数据记录及处理̅̅̅̅)=2577.968S xy=∑(k−k̅)(l k2−l k2S xx=∑(k−k̅)2=1050̅̅̅̅)2=6329.680S yy=∑(l k2−l k2计算出相关系数=0.9999816r xy=xyS xx∙S yy利用MATLAB绘出图像并拟合曲线如下图所示：六、实验考察1.为什么不能用r k=√kλR作为测量公式.在实际测量中，由于无法准确确定干涉环的圆心所在位置，这样就不可能准确地测量干涉环的半径.因此，直接利用上式作为测量公式有非常大的误差.2.如果实验中采用鼓轮读数装置的移测显微镜，测量中应如何避免空程差.测量时鼓轮必须朝一个方向转动.3.为了获得被测透镜的曲率半径，为什么不能对低级次的干涉条纹进行测量.(1)低级次条纹容易受到牛顿环装置接触面的灰尘、形变等影响，往往不呈比较理想的圆环形，而且往往会混杂在一起,造成分辨不清,难以计数；(2)低级次条纹比较粗不利于准确测量.4.为什么在调节半透半反镜时，要求显微镜的视场达到最亮.便于观察牛顿环现象且易于测量.如果视场过暗，则会导致无法看清干涉条纹，测量就会出现错误.5.在实验装置调节完成后，怎样才能在最短的时间内完成所要求的测量任务.(1)测量时应先数50级次，然后从50级次开始测量，按级次从大到小再变大测量；测量时鼓轮必须朝一个方向转动；(2) 45到10级次记录暗环外圈数值，10到45级次记录内圈数值，这样就能得到相对准确的弦长值.。