头发丝直径的测量

头发丝直径的测量 头发丝直径的测定 引言 在单色光的照射下两片叠合的玻璃中放入头发丝，会形成一个空气劈尖，劈尖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。 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 ?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 ，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 。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/2 ?也可用三角形相似原理 如图 D,d=L,l D=( L,l)×d 三、实验器材 电子显微镜，劈尖，头发丝,牛顿环 四、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 五、实验数据 D=( L,l)×5λ 头发丝直径测量 L读数 (mm) 46.253 2.432 44.185 0.402 47.698 1.158 46.874 2.176 48.327 5.206 43.821 43.783 46.540 44.698. 43.121 L长度 (mm) 36.115 35.120 42.115 41.092 43.324 42.300 44.520 43.543 45.678 44.742 l读数 (mm) 0.995 1.023 1.024 0.977 1.795 l长度 (mm) 直径长 度D=1.298 1.261 1.339 1.348 0.708 ( L, l)×5λ (mm) — D,(1.298+1.261+1.339+1.348+0.708),5 =1.1052mm 实验结果表达式: — D=D??o=(1.1052?0.001)mm — ?r=?o,D×100,=3.2, 六、实验结论 1.测量时头发要尽量直，这样出来出来的数据才更加精确。 2.多次测量会减少误差。 七、实验结论及数据 1.实验中可能会存在误差，测量误差，读数误差。偶然误差等等。多次测量减少误差。 八、实验及体会 我老师的指导下，我终于一步一步的摸索出了一条路。在自己研究的时候不能急于求成，一定先要认真听老师讲解试验原理，等重要内容。然后再一步一步的按着步骤研究下去，必定会找出结果。 试验一定要自己完成，其实在自己的辛苦和努力下一步一步的找到实验结果时是十分欣慰的，这也会更加触动我对于实验的乐趣和专研兴趣。 2010 年1 2月1 4号