设计性实验方案--测量头发丝的直径--甘国良
头发丝直径的测定
头发丝直径的测定班级060716 学号45 姓名元小平指导老师丁斌刚头发丝直径的测定，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三、实验器材电子显微镜，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。
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。
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
(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。
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．
测量头发直径的方法
测量头发直径的方法嘿，你知道吗？有一天我突然对头发的直径产生了浓厚的兴趣。
为啥呢？因为我在梳头的时候，就看着那一根根头发，心里就琢磨，这小小的头发到底有多粗呢？于是，我开启了一场超级有趣的测量头发直径大冒险。
我先在家里翻箱倒柜，找各种可能用得上的东西。
你猜我找到了啥？我找到了一把直尺，不过这直尺用来直接量头发，那可有点困难，头发太细啦，根本夹不住，在直尺上就跟个调皮的小泥鳅似的，滑来滑去。
我又想了个办法，找了一张白纸。
我把头发小心翼翼地放在白纸上，然后拿着铅笔在头发旁边轻轻地描了一下。
哎呀，这头发可真不听话，老是乱动，我费了好大劲才描好。
接着，我就用直尺去量我描的那根头发的长度。
量完之后，我发现这也不太准确呀，因为我描的时候可能就有误差呢。
这可咋办呢？我灵机一动，想到了一个好主意。
我去厨房拿了一点面粉，然后把头发平放在桌子上，轻轻地在头发上撒了一层薄薄的面粉。
嘿，你还别说，这头发就像被施了魔法一样，乖乖地待在那了。
然后我又找了一个放大镜，对着头发仔细地看。
哇，在放大镜下，头发变得好粗好明显啊。
我就用直尺在放大镜下量头发的直径，量了好几次，取了一个平均值。
经过我这么一番折腾，终于大概知道了头发的直径。
虽然这个过程有点麻烦，但是真的超级有趣。
通过这次测量头发直径的小实验，我发现生活中好多小小的事情都藏着大大的乐趣呢。
只要我们有好奇心，愿意去尝试，就能发现很多意想不到的惊喜哦。
就像这根小小的头发，谁能想到测量它的直径也能让我玩得这么开心呢。
所以呀，大家以后也可以多留意身边这些小事情，说不定会有很多有趣的发现哦。
嘿嘿，这就是我测量头发直径的奇妙经历啦。
设计性实验方案--测量头发丝的直径--甘国良
普通物理实验设计性实验方案实验题目：用千分尺测头发的直径班级：物理学2011级（1）班学号：2011433132姓名：甘国良指导教师：粟琼凯里学院物理与电子工程学院2013 年3月用千分尺测头发的直径序言在日常生活中，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。
单丝直径的测量实验报告
单丝直径的测量实验报告一、实验目的本次实验旨在准确测量单丝的直径，了解和掌握不同测量方法的原理和操作技巧，并对测量结果的准确性和误差进行分析。
二、实验原理1、显微镜测量法利用显微镜将单丝放大，通过测量放大后的图像来计算单丝的实际直径。
2、激光衍射法当激光照射到单丝时，会发生衍射现象。
根据衍射条纹的间距和相关公式，可以计算出单丝的直径。
3、称重法通过测量一定长度单丝的质量，结合单丝的材料密度和长度，计算出单丝的横截面积，进而得出直径。
三、实验仪器和材料1、显微镜2、激光衍射仪3、电子天平4、游标卡尺5、待测单丝若干6、直尺四、实验步骤1、显微镜测量法（1）将待测单丝固定在显微镜载物台上，调整焦距，使单丝清晰成像。
（2）使用目镜测微尺测量单丝的直径，在不同位置测量多次，取平均值。
2、激光衍射法（1）打开激光衍射仪，调整光路，使激光垂直照射在单丝上。
（2）观察衍射条纹，使用相关软件或公式计算单丝直径。
3、称重法（1）用游标卡尺测量单丝的长度，精确到 001mm。
（2）使用电子天平称取一定长度单丝的质量，精确到 0001g。
（3）根据单丝材料的密度，计算单丝的横截面积，从而得出直径。
五、实验数据记录与处理1、显微镜测量法｜测量次数|直径（μm）｜｜｜｜｜1|＿____|｜2|＿____|｜3|＿____|｜4|＿____|｜5|＿____|｜平均值|＿____|2、激光衍射法｜测量次数|直径（μm）｜｜｜｜｜1|＿____|｜2|＿____|｜3|＿____|｜4|＿____|｜5|＿____|｜平均值|＿____|3、称重法｜单丝长度（mm）｜单丝质量（g）｜材料密度（g/cm³）｜直径（μm）｜｜｜｜｜｜｜＿____|＿____|＿____|＿____|六、误差分析1、显微镜测量法的误差来源主要包括：（1）显微镜的分辨率限制，可能导致测量结果不够精确。
（2）测量时人为操作的误差，如读数不准确等。
微小线径的测定
评分：大学物理实验设计性实验实 验 报 告实验题目：微小线径的测定茂名学院 物理系 大学物理实验室实验日期：2009年12月2日班 级： 机电08-1姓 名： 李景文学号：24指导教师：徐祥福《微小线径的测定》实验提要课题的提出和依据微小线径的测量在现代科学中有很多的测量方法，但都可以归结为，有直接测量和间接测量两类。
在普通物理中，直接测量常用的仪器如：千分尺、读数显微镜等，间接测量常采用的方法如：干涉法、衍射法等。
对于0.01mm 以下的线径用千分尺和常用的读数显微镜来测量就显得无能为力了，通常采用间接测量的方法。
头发对每一个人来说都不陌生，但有谁能说出自己的头发的直径是多少？本课题要求设计一种测量自己头发直径的方法，通过实验加以验证。
实验课题及任务《微小线径的测定》实验课题的任务是，利用光的的干涉、衍射(波动性)现象及其理论，设计出一种实验方法，根据干涉、衍射的花样测量出自己头发的直径。
学生根据自己所学知识，设计出《微小线径的测定》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和步骤。
)然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
本实验题目要求开光学课程的各专业必选，可以有三至四组选，但是每组的方法或采取的手段应不同。
建议电子专业的有四组选择该实验，给专业光学实验打基础。
实验原理提示⑴ 衍射法 根据巴俾涅(Babinet)原理“两个互补屏所产生的衍射图形，其形状和光强完全相同，仅位相差为2π”。
可知细丝衍射图形和狭缝衍射图形是相同的，细丝衍射计算和狭缝衍射计算相同。
狭缝或细丝衍射的光强I 的分布，由物理学知道：)sin (220ββI I =式中：θλπβsin d⋅=；θ为衍射角；d 是狭缝宽度或细丝直径；λ是单色光源波长(激光光源波长)0I 是0=θ时的光强，即光轴上的光强度。
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。
设计性实验方案--用牛顿环方法测量激光波长--甘国良
普通物理实验设计性实验方案实验题目：用牛顿环方法测量激光波长班级：物理学2011级（1）班学号：2011433132姓名：甘国良指导教师：陈广萍凯里学院物理与电子工程学院2013 年5月用牛顿环方法测量激光波长要求：η<1%序言光是一种电磁波，光在真空中的波长不同，性质也不同。
如波长小于390nm的光波叫紫外光，它有杀菌作用；波长大于770nm的光波叫红外光，它能传递热量。
波长在390nm 至770nm之间的光波是人眼可见的，叫可见光，不同波长有不同的颜色；如波长为390至446nm的光是紫色的，波长为620至770nm的光是红色的，橙、黄、绿、蓝各色依次排列其间，都由其波长决定，而与其强度、方向等因素无关。
由此可见，光的波长是决定光波性质的最重要的参数之一。
激光作为一种光源由于其单色性好、方向性强、色散少等特点在现代科学技术与工程实践中得到了广泛的应用。
在实际测量中一般都要预先知道所用激光源的波长。
不同材料和发光机制的激光源具有不同的波长。
因此如何测定激光的波长就具有十分重要的意义。
“牛顿环”是一种用分振幅方法实现的等厚干涉现象，最早为牛顿所发现。
为了研究薄膜的颜色，牛顿曾经仔细研究过凸透镜和平面玻璃组成的实验装置。
他的最有价值的成果是发现通过测量同心圆的半径就可算出凸透镜和平面玻璃板之间对应位置空气层的厚度；对应于亮环的空气层厚度与1、3、5…成比例，对应于暗环的空气层厚度与0、2、4…成比例。
但由于他主张光的微粒说（光的干涉是光的波动性的一种表现）而未能对它作出正确的解释。
直到十九世纪初，托马斯·杨才用光的干涉原理解释了牛顿环现象，并参考牛顿的测量结果计算了不同颜色的光波对应的波长和频率。
一、试验原理牛顿环装置是由一块曲率半径较大的平凸玻璃透镜，将其凸面放在一块光学玻璃平板（平晶）上构成的，如图1所示。
平凸透镜的凸面与玻璃平板之间形成一层空气薄膜，其厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。
课程设计：头发丝直径的测量
测头发丝的直径一、实验目的1、了解金相显微镜的结构和工作原理，初步掌握金相显微镜的使用方法；2、测量头发丝的直径；二、实验仪器1、金相显微镜2、适配镜3、数码相机4、计算机、5、刻度尺6、头发丝7、相关图像处理软件三、实验原理金相显微镜原理金相显微镜是将光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术完美地结合在一起而开发研制成的高科技产品，可以在计算机上很方便地观察金相图像，从而对金相图谱进行分析，评级等以及对图片进行输出、打印。
1、系统简介电脑型金相显微镜系统是将传统的光学显微镜与计算机（数码相机）通过光电转换有机的结合在一起，不仅可以在目镜上作显微观察，还能在计算机（数码相机）显示屏幕上观察实时动态图像，电脑型金相显微镜并能将所需要的图片进行编辑、保存和打印。
图1 金相显微镜2、技术参数光学系统：ICCS光学系统，镜体：FEM设计，ACR位置编码1、物镜倍数：5X 10X 20X 50X 100X 可选1.25X、2.5X、150X2、目镜倍数：10X3、视场数：20、224、物镜转盘：5孔5、观察功能：明场、★高级暗场、★圆偏光、微分干涉6、光源：12V 50W卤素灯7、可扩展性：可配图像分析系统(数码相机、摄像头、图像分析软件)3、系统组成电脑型金相显微镜（GSM-C289A）：1、金相显微镜2、适配镜3、摄像器（CCD) 4、A/D（图像采集）5、计算机数码相机型金相显微镜（GSM-C289A）：1、金相显微镜2、适配镜3、数码相机4、工作原理放大系统是影响显微镜用途和质量的关键。
主要由物镜和目镜组成。
其光路见图2。
图2 金相显微镜光路图显微镜的放大率为：M显=L/f物×250/f目=M物×M目式中[m1] M显——表示显微镜放大率；[m2] M物、[m3]M目和[f2]f物、[f1]f目分别表示物镜和目镜的放大率和焦距；L为光学镜筒长度；250为明视距离。
长度单位皆为mm。
实验报告头发丝直径的实验报告_0534文档
2020实验报告头发丝直径的实验报告_0534文档EDUCATION WORD实验报告头发丝直径的实验报告_0534文档前言语料：温馨提醒，教育，就是实现上述社会功能的最重要的一个独立出来的过程。
其目的，就是把之前无数个人有价值的观察、体验、思考中的精华，以浓缩、系统化、易于理解记忆掌握的方式，传递给当下的无数个人，让个人从中获益，丰富自己的人生体验，也支撑整个社会的运作和发展。
本文内容如下：【下载该文档后使用Word打开】等厚干涉是基础光学的重要课程之一，为达到学以致用的学习目的设计该实验，由于光自身的波粒二象性和其数量级小的特点可以将其运用于现实生活中较于精确的测量。
运用光学的测量具有精度大，实验误差较小等有利于研究的特点。
所以光学应用于物体几何尺度的测量大大地增加了其精度。
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。
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：=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）×5λ31、将头发紧密地绕在细棒上，测出n扎的长度，将其除以扎数便可得到头发丝的直径。
头发丝直径的实验报告
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。
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。
头发丝直径的实验报告
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。
认识百万分之一的解答题
认识百万分之一的解答题
1．用科学记数法表示下列各数
（1）我国最长的河流是长江，它全长6300千米．
（2）某一张纸的厚度为0.00782厘米．
2．下列用科学记数法表示的数，写成小数的形式
（1）6103-⨯ （2）9107.6-⨯ （3）4109.3-⨯-
3．当粒子的大小处在1～100纳米范围内时，可称为纳米粒子，那么一个纳米粒子的大小范围用科学记数法表示为多少米？
4．我国最近研制的“曙光3000超级服务器”排在全世界运算速度最快的500台高性能计算机的第80位左右，它的峰值计算速度达到每秒400 000 000 000次，将其一秒钟运算的次数用科学记数法表示，你能将其计算一次所用的时间用科学记数法表示吗？
5．请自己设计一种方案测量一根头发的直径．
参考答案
1．（1）3103.6⨯千米 （2）31082.7-⨯厘米
2．（1）0.000 003 （2）0.000 000 006 7 （3）－0.000 39
3．9101-⨯米～7101-⨯米
4．11104⨯次 1210
5.2-⨯秒 5．略。
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普通物理实验设计性实验方案
实验题目：用千分尺测头发的直径
班级：物理学2011级（1）班
学号：2011433132
姓名：甘国良
指导教师：粟琼
凯里学院物理与电子工程学院
2013 年3月
用千分尺测头发的直径
序言
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。
方法3：劈尖干涉测头发丝的直径（利用等厚干涉原理）
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。
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
干涉条纹为暗纹与k 级暗条纹对应的薄膜厚度为：
两相邻暗条纹所对应的空气膜厚度差为：
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;
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
，再测出两玻璃交线处至细丝的距离L，则
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。
方法4：用杨氏双缝干涉测头发丝的直径
利用传统双缝干涉：纳光灯+凸透镜+单缝+双缝的原理，用激光器替代钠灯做光源，加一个小焦距透镜使其发散，再加一个大焦距透镜使其汇聚，得到一束大面积平行光，直接照射双缝，就可以得到清晰的干涉像。
要测头发直径，就不放双缝，直接把头发放入光路，在后面得到头发的衍射像，包括中心的泊松亮斑，测出头发与屏的距离D，测出衍射像的两个一级明纹的距离L，头发直径d等于D乘以λ除以L，即d=Dλ/L。
方法5：用读数显微镜测头发丝的直径
读数显微镜是光学精密机械仪器中的一种读数装置，测量范围：0-6mm测量精度：0.01mm，仪器放大倍数是20，是用来测量微小距离或微小距离变化的，能将头发丝进行放大后再读数。
首先，将读数显微镜适当安装，对准头发丝；调节显微镜的目镜，以清楚地看到叉丝（或标尺）；调节显微镜的聚集情况或移动整个仪器，使头发丝成像清楚，并消除视差，即眼睛上下移动时，看到叉丝与头发丝成的像之间无相对移动；先让叉丝对准头发丝上一点（或一条线）A，记下读数；转动丝杆，对准另一点B，再记下读数，两次读数之差即AB之间的距离就是头发丝的直径。
但在操作中要注意两次读数时丝杆必须只向一个方向移动，以避免螺距差。
三、测量方法选择
经济较落后的中学，实验室里的实验仪器并不是很充足。
比较以上5种方法，方法3和方法4都要用到光学平台，而那时自己任教的中学，由于经费的紧张或不足，实验里配不起这样的仪器，从而不能完成实验。
方法5要用到读数显微镜，虽然这个仪器没有光学平台贵重，能配备的数量非常有限，但是面对一个班级的学生，要进行此实验还是显得不太切合实际。
为了能让每一个同学都能到实验室里进行实验，只能选择最经济、相对符合实验要求的实验仪器来进行实验，因此唯有选择方法1或方法2。
而头发丝是很细小的物体，为了相对减少实验测量的误差，可采用放缩法。
四、仪器的选择
由于头发是非常细小的物体，一般的测量工具无法对其进行测量或者会造成比较大的误差，所以此试验中只用普通物理实验室测量精度最高的测量工具来进行实
验。
在方法1中的测量工具的精度（千分尺为0.01mm）比在方法2的（游标卡尺为0.02mm）高，作出的实验结果更接近实际，因此，选择千分尺测量头发的直径d。
五、测量条件
1.头发绕小圆柱体一定要紧密，且不可重叠；
2.绕的过程中不能使用很大的力，防止头发变形；
3.小圆柱一定要保证是圆的。
六、实验程序
1.选出千分尺和小圆柱体
2.取成年女性的长头发（可提前自备）
3将头发紧密绕小圆柱体n圈（n取30、50或100，具体视头发长度而定）
4.用千分尺测量n圈头发的长度D，重复10次
5.计算头发的直径d和偏差
6.重新绕头发、或换一根头发重复此实验，得出绕的紧密度和不同人的头发对d 的影响。
参考文献：
[1]杨述武等主编：普通物理实验1（第四版），高等教育出版社，2007
[2] 杨述武等主编：普通物理实验3（第四版），高等教育出版社，2007
[3]姚启钧主编：光学教程（第四版），高等教育出版社，2008。