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时间:2019-06-10
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1、细丝直径的测定一、实验目的1.测量头发丝,金属丝直径的大小。2.掌握劈尖干涉测定细丝直径(或薄片厚度)的方法。4.掌握螺旋测微器的原理和使用方法。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,
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)×5λ3螺旋测微器的原理螺旋测
3、微器是依据螺旋放大的原理制成的,即螺杆在螺母中旋转一周,螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离。因此,沿轴线方向移动的微小距离,就能用圆周上的读数表示出来。螺旋测微器的精密螺纹的螺距是0.5mm,可动刻度有50个等分刻度,可动刻度旋转一周,测微螺杆可前进或后退0.5mm,因此旋转每个小分度,相当于测微螺杆前进或后退这0.5/50=0.01mm。可见,可动刻度每一小分度表示0.01mm,所以以螺旋测微器可准确到0.01mm。由于还能再估读一位,可读到毫米的千分位,故又名千分尺。测量时,当小砧和测微螺杆并拢时
4、,可动刻度的零点若恰好与固定刻度的零点重合,旋出测微螺杆,并使小丰和测微螺杆的面正好接触待测长度的两端,那么测微螺杆向右移动的距离就是所测的长度。这个距离的整毫米数由固定刻度上读出,小数部分则由可动刻度读出。三、实验器材读数显微镜,劈尖,螺旋测微器,2-3根头发丝,2-3根金属丝四、实验步骤一.劈尖干涉法(光学方法)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
5、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二.用螺旋测微器测量细丝直径1.用螺旋测微器测量细丝直径2.记录数据六、实验用到的数据D=(L/l)×5λ钠灯波长λ=589.3nm七、注意事项使用螺旋测微器应注意以下几点:①测量时,在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮,而改用微调旋钮,避免产生过大的压力,既可使测量结果精确,又
6、能保护螺旋测微器。②在读数时,要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出。③读数时,千分位有一位估读数字,不能随便扔掉,即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐,千分位上也应读取为“0”。
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