文档介绍：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:
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
时,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,则

已知入射光波长,测出和,就可计算出细丝(或薄片)的直径。
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。,根据式计算细丝直径D平均值和不确定度。
3. 实验结果与分析:
实验数据与处理:
实验测量数据
λ= L=36mm 读数显微镜纵向测量精度:
Ni
20
20
20
20
20
20
l(mm)

l =(+++++)6mm=
Si=i=1n(l-l)2n-1=(-)2+(-)2+(-)2+(-)2+(-)2+(-)26-1=
∆l=Si2+∆仪2=()2+()2mm2=
l=l±∆l=±
El=∆ll=×100%=%
N0=Nil==
D=N0Lλ2=×36××10-62=
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经上网查