劈尖干涉测量细丝直径新法

劈尖干涉测量细丝直径新法 第 22 卷 第 3 期 大 学 物 理 实 验 Vol . 22 No . 4 2009 年 12 月出版 Dec . 2009 PHYSICAL EXPERIMENT OF COLL EGE () 文章编号 :1007 - 2934 200904 - 0034 - 03 劈尖干涉测量细丝直径新法 王卫星 ,高瑞峰 ()太原工业学院 ,太原 030008 摘 要 :劈尖干涉测量细丝直径 ,通常涉及到测量交线至细丝的距离 L 。而在实验中 , 由于劈尖两端被夹座掩盖 ,无法准确测量出 L 的长度 ,进而影响到直径的准确度 。采用 移位法进行二次测量 ,既能准确方便的测量出细丝直径 ,又避开了测量 L 。 关键词 :劈尖干涉 ;细丝直径 ;移位法 ;二次测量 中图分类号 :O4 - 33 文献标识码 :A 1 引言 在两片叠合的玻璃一端放入细丝 ,则玻璃片之间就形成一个空气劈尖 。在垂直单色 光照射下 ,劈尖的上 、下两表面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 如图 1。 图 1 劈尖干涉原理图 由相关理论 ,可以推出 λnL ()1 d = 2 X n () λ式 1中 ,d 为细丝直径 ,为单色光波长 , L 为劈尖交线到细丝的距离 , n 为干涉场内 部分明或暗条纹数 , x为 n 条干涉条纹对应的长度 。n () 物理实验教材中大多是直接运用式 1测量细丝直径 。而在实验中 ,由于劈尖两端被 夹座掩盖 ,无法准确测量出 L 的长度 ,进而影响到直径的准确度 。我们采用移位法进行 二次测量 ,既能准确测量出细丝直径 ,又避开了测量 L 。 收稿日期 :2009 - 01 - 27 在劈尖玻璃面垂直于交线的方向上选取 a , b 两点 , a , b 之间的距离用 S 表示 。若将 λ( )nL - S () ()细丝分别放在 a 、b 处 ,依据式 1有 :在 a 处 d = 2 2 x an () 式 2中 , L 为劈尖交线到 b 点的距离 , S 为 a , b 两点间的距离 , x为 n 条干涉条纹对 an 应的长度 。 λ nL()3 在 b 处 d = 2 x bn () 式 3中 , x为 n 条干涉条纹对应的长度 。 bn λ nS() () ()整理式 2、3得 4 d = ( )2 x- x bn an () 由式 4可知 ,只要测出细丝分别在 a 、b 处时 n 条干涉条纹对应的长度 x、x,并测 an bn 出 a , b 之间的距离 S ,就可以计算出细丝的直径 d ,无须测量 L 。 3. 移位法测量细丝直径方法 () 1在劈尖一端的玻璃面垂直于交线的方向上选取 a , b 两点 ,测量出 a , b 间的距离 S 。 () 2将细丝放在 b 处 ,测量出 n 条干涉条纹对应的长度 x。 bn () 3将细丝放在 a 处 ,测量出 n 条干涉条纹对应的长度 x。an () () 4以上测量重复三次以上 ,将其平均值代入式 4,计算出直径 d 。 4 讨论 若 a , b 两点取在下玻璃片上 ,在两次测量过程中劈尖交线不能与下玻璃片有相对左 右的移动 。另外 ,若在较线和下玻璃片均不移动的情况下 ,测量可以更为简便 ,即 :取 S > x,可使读数显微镜从右向左移动 ,依次记录 b 、x的两端点 、a 和 x的两端点位置 ,即可bn bn an 测量出相关长度 。 () 若 a , b 两点取在上玻璃面片的下表面 因劈尖夹角较小,劈尖交线的移动不影响测 量结果 ,降低了对装置调节的要求 ,使测量更为方便 。 综合考虑减小测量误差和计算简单 ,可取 n = 10 。 在劈尖装置不影响显微镜移动的 情况下 , b 点尽量离交线远一些 , a 点的位置保证 S 2 赵家凤等 . 大学物理实验 M . 北京 :科学出版社 , 1999 A Ne w Way of Using Wedge Interference Equipment to Mea sure a Fila ment Dia meter WANG Wei - xing , GAO Rui - feng ( )Taiyuan institute of technology ,Taiyuan 030008 Abstract : When using wedge interference equipment to measure a filament diameter ,we usually measure the distance L between the filament and intersection. But the distance L may not be measured accurately in the experiment and then the accurate degree of diameter is affected ,because both sides of the wedge are covered by bracket . In this article we adopt shifting method to follow double measurements. We can not only measure the fulament diameter conveniently and accurately ,but also avoid to measure the distance L . Key words :wedge interference ;a filament diameter ; shifting method ; double measurements () 上接 33 页都呈良好的线性关系 。而在充电过程中 ,通过计算得出锂电池充电量与时间 成正比关系 ,得出充电量与电压仍然成线性关系的结论 。因此通过实时测量锂电池电压 值 ,均可精确换算出锂电池的剩余容量 ,从而比经验对照方法更准确 。手机待机充电所需 时间和关机充电所需时间基本一致 ,可遵循“即用即充 ,即充即用”的方法使用锂电池 。本 工作在锂电池高精度测试系统方面积累了经验 。对锂电池及充电器在充放电是的极限过 压 、过流检测方面有一定研究价值和市场应用价值 。 参 考 文 献 1 邓绍刚 、汪艳 、李秀清 、黄合宝. 锂电池保护电路的设计 J . 电子科技 ,2006 施思齐 、欧阳楚英 、王兆祥. 锂离子电池中的物理问题及其研究进展 J . 物理 ,2004 2 张守 、波黄海宇 . 手机用锂电池充电器测试仪的设计 J . 通信管理与技术 . 2005 3 A Study of Process f or Charge and Discharge in L ithium Battery WANG Ji , HUANG Hui , GAN Le , ,LAN Zhang - lin ,CHEN Liang ( )Zhejiang Forestry University ,Lin’an 311300 Abstract :A process for charge and discharge in lithium battery is studied by COBRA3. The change of voltage ,electric current and capacitance are analyzed. The electric capacitance is linear relationship with the voltage on the lithium ba2t tery. A simple method has been reported to measure the electric capacitance in lithium from the voltage . The time which full charge the battery needed in mobile telephone ON is the same as in OFF. Key words :lithium battery ;charge and discharge ;voltage ;electric capacitance