劈尖干涉测量头发丝直径

劈尖干涉测量头发丝直径

一、实验目的

1、观察劈尖干涉图样，进一步理解等厚干涉。 2 、学会利用薄膜干涉测量微小长度的方法。

二、实验仪器及用具

移测显微镜、钠灯、载玻片、燕尾夹、头发丝

三、实验方案 ，

将头发丝夹在劈尖两玻璃板的一端， 另一端用燕尾夹夹住， 形

成空气劈尖。 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。

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

2h

(2k1)

2

2

（其中 h 为 k 级暗纹对应的空气薄膜厚度， k=1,2,3 ⋯ ）

时，干涉条纹为暗纹与 k 级暗条纹对应的薄膜厚度为：

hk k

2

两相邻暗条纹所对应的空气膜厚度差为：

h

k 1

h

k

2

如果有两玻璃板交线处到细丝处的劈尖面上共有 N 条干涉条纹，则细丝的直径 D 为:

D

N( /2)

由于 N 数目很大，实验测量不方便，为了避免数错，在实验可

测出某长度 Lx 内的干涉条纹间隔数

(

=10) , 则可测出单

n

位长度的条纹数 则

L

，测出两玻璃交线处至细丝的距离

L，

N

n L

D

L( /2)Lx

已知入射光波长

，只需测出

和 L x , 就可计算出头发丝

的直径 D。

四、实验内容

1、将头发丝夹在劈尖两玻璃板的一端，另一端用燕尾夹夹住，

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互垂直。

3、用显微镜测读出叉丝越过 条暗条纹时的距离 L x , 可得到单位

长度的条纹数 n 。再测出两块玻璃接触处到细丝处的长度 L. 重复测量六次，根据式 D 和不确定度。

nL ( / 2 ) 计算细丝直径 D平均值

4、测量数据表格

= 589.3nm

次 目

项

数

1 2 3 4 5 6

L /mm

L x /mm