用干涉法测细丝直径实验结果
重庆工商大学
大学物理实验
（光学）设计性实验报告
实验题目：用干涉法测细丝直径
指导老师：龙涛、唐裕霞 实验设计：林志发、刘洋青、谢成 学院：计算机科学与信息工程学院 专业：应用物理学
班级： 13金融物理学
本次设计性实验分工
姓名 学号 分工
林志发 2013136139实验设计和数据分析
刘洋青 2013136119 实验设计和预习报告 谢成 2013136122 实验设计和现场分析
用干涉法测细丝直径
一、实验名称
用干涉法测细丝直径
二、实验目的
1、 学会根据现有实验条件，合理设计实验方法；
2、 通过实验加深对等厚干涉原理及干涉概念的理解；
3、 学会读书显微镜的正确使用；
三、实验仪器：
钠光灯，数显微镜，载玻片，盖玻片，细丝（铜丝，铁丝，头发丝）
四、实验原理：
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，经劈尖上、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。
图1图2
相邻两暗纹（或明纹）对应的空气厚度
则细丝直径D为
为干涉条纹总条纹
L为劈尖的长度用游标卡尺测，
S
为相邻两暗条纹的间距，用读书显
微镜测量（5次测量）
6λ为钠光波长，λ = 589.310mm
已知入射光波长，测出N0和L,就可计算出细丝（或薄片）的直径D。 实验内容：
（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N0。再测出两块玻璃接触处到细丝处的长度L.重复测量五次，根据式DN0L(/2)计算细丝直径D平均值和不确定度。
实验操作方法：
在做实验前，必须知道载玻片，盖玻片，细丝的正确放置方法，如图所示：
图3
必须保证头发丝和载玻片的边垂直，且载玻片和读数显微镜的保持水平。再进行如下步骤：
1， 铜丝（最粗）
最开始用铜丝实验测试工作，通过调节显微镜，寻找到显
微镜视野里面的干涉花样，但是花样没有与目镜的十字叉
丝平行，与十字叉丝成大概60度角。图如下：
,
图4
原因分析：由于铜丝比较粗，导致空气薄膜比较厚，导致条纹和十字叉丝的夹角十分大，不利于我们测量实验数据。当我们双手挤压盖玻片的两侧，图如下所示：
图5
此时明暗条纹和十字叉丝的夹角较小，但是随着双手的用力程度不同，夹角时刻在改变，如果用这个实验环境测量实验数据，有较大的实验误差，故而放弃测量铜丝的直径。
2、铁丝（较粗）
与铜丝比较，在没有挤压的状况下，明暗条纹与十字叉丝的夹角有明显减小，但是仍然较大，也不能进行实验。如果挤压盖玻片的两侧，夹角明显减小，与铜丝的弊端类似，也不能用于实验数据测量。
3、头发丝（最细）
头发丝在没有挤压的条件下与十字叉丝的夹角就比较小，图如下所示：
图6
但是头发丝与十字叉丝仍然有较小的夹角，如果忽略会影响实验数据的精确度，于是我选择调整目镜，使十字叉丝与明暗条纹标尺平行，在进行数据测量，图如下：
图7
此时保持载玻片，盖玻片，头发丝不动，便可以进行实验数据测量。
五、实验注意事项
1、 干涉环两侧的序数不要数错；
2、 防止读书显微镜的回程误差；
3、 细丝和劈尖装置的放置方法；
六、实验数据记录
σ=0.0006640783
七、实验结果
头发丝的直径范围为0.02408-0.0006640786≤σ≤0.02408+0.0006640783。
八、实验误差分析
1、 十字叉丝没有和明暗条纹完全平行，这样会导致读数时有
较大误差， 从而影响数据的计算；
2、 头发丝和载玻片的放置存在不平行问题；
3、 转动读数显微镜的鼓轮时，十字交叉点的每次选取不是同
一位置；
4、 当读数到边缘时，明暗条纹比较模糊，不利于读数，或者
读数存在较大误差；
5、 载玻片上存在微小的凹凸现象，使数据存在误差。