细丝直径测量实验报告

摘 要：测量细丝直径，可以使用游标卡尺、螺旋测微计等等较精密的机械工具，也能够使用读数显微镜、工具显微镜等精密光学仪器，还可以利用光的干涉道理，借助光学仪器，对巨大细度进行测量.以下使用劈尖法进行细丝直径测量，其方法简单，直观性强，测量结果精度高，在高精度测量汇总更显示出其独特的感化.

关键词：细丝直径、劈尖法、等厚干涉、条纹 1．引言

在两片叠合的玻璃一端放入细丝，则玻璃片之间就构成一个空气劈尖.在垂直单色光照耀下，劈尖的上、下两概况的反射光相遇发生干涉，在显微镜下可观察到间隔相等的等厚干涉直条纹. 2． 实验道理

将两块光学平玻璃板叠在一路，一端拔出一细丝，则在两玻璃板间构成一空气劈尖.两玻璃的交线称为棱边，在平行于棱边的线上，劈尖空气膜的厚度是相等的.当用平行单色光垂直照耀劈尖时，在劈尖空气膜上、下概况反射的两束光发生干涉，构成一组与棱边平行的、等间距的直线干涉条纹，如上图所示.设某处空气薄膜的厚度为e，则两束相关光的光程差为

相邻两暗纹（或明纹）对应的空气厚度差

则细丝直径D为DN2； N为干涉条纹总条数

L为劈尖长度; S为两相邻明暗纹间距;λ为钠光波长：

589.3109 3．实验内容与步调

1.

实验仪器

读数显微镜，45°反射镜，2片光学玻璃板，钠光灯，金属细丝，游标卡尺

2.

建造劈尖

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沿平行，再将劈尖另一端适度夹紧.

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地位（当置物镜最下地位时不与劈尖相碰）.

（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降低（留意：应从显微镜里面看，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，且与叉丝疏忽差.

动弹测微鼓轮使载物台挪动至最清晰的一段进行测量，选定某暗纹为第0条，记下该坐标X0，同方向扭转测微鼓轮至第10条暗纹处，记为坐标坐标X10，顺次往下数10个分别记作，X20，X30，X40，X50，求得

X0—

X10，······的平均值分别记为S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10. Si=(X10-X0)/10, (n=10).

用游标卡尺测量细丝到劈尖较远一端边沿的距离L，可以忽略误差只测量一次即可.

4.

S=(S1+S2+S3+S4+S5+S6+S7+S8+S9+S10)/n

计算细丝直径

DLS2根据，用所得数据求D值，即细丝直径，已知λ×10-

DDUDUDU100%r6Dmm.再计算不确定度.结果表达式为： 4．数据处理与实验结果表达式

次数 Xn+1-Xn 1 X10 2 X20 3 X30 4 X40 5 X50 6 X60 7 X70 8 X80 9 X90 10 X100 原始数据表：X0=18.603mm 单位：mm 处理数据表： 单位：mm

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S 计算与数据处理： 5．结束语

干涉和衍射是光的动摇性的具体表示.等厚干涉又是光的干涉中的主要物理实验，此次实验中所用的劈尖法测细丝直径，就是其具体的体现.而且应用了读数显微镜和计算精确度，比较误差的方法的复习.

参考文献：

【1】 何元金、马兴坤等. 《近代物理实验》 清华大学出

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