1、此資料由網(wǎng)絡(luò)收集而來，如有侵權(quán)請(qǐng)告知上傳者立即刪除。資料共分享，我們負(fù)責(zé)傳遞知識(shí)。頭發(fā)絲直徑的實(shí)驗(yàn)報(bào)告篇一：設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)方案-測(cè)量頭發(fā)絲的直徑在日常生活中，人們會(huì)經(jīng)常使用測(cè)量工具來測(cè)量物體的長(zhǎng)度，從而對(duì)物體產(chǎn)生具體客觀的認(rèn)識(shí)。眾所周知，在生活中的諸多物體，人們不用多加思索就可以容易測(cè)量得知它們的具體長(zhǎng)度參數(shù)。身體發(fā)膚受之父母，可對(duì)頭發(fā)自己有了解幾何呢？直接測(cè)量微小物體的長(zhǎng)度參數(shù)以肉眼比較難得出較精確的數(shù)據(jù)，一般情況，微小長(zhǎng)度的測(cè)量通常用將其放大的方式來進(jìn)行測(cè)量。而微小長(zhǎng)度在科學(xué)研究、精密儀器等方面更是有著不可或缺的地位。在實(shí)驗(yàn)儀器不是很充裕的初級(jí)中學(xué)任物理教師，該怎樣以更經(jīng)濟(jì)、更簡(jiǎn)單、更可行的方

2、式來讓學(xué)生了解微小物體長(zhǎng)度的測(cè)量方法，以與自己切身相關(guān)的頭發(fā)為楔子，從而引導(dǎo)、激發(fā)其他們的探索未知得欲望呢？好奇是一種動(dòng)力，是一種向知識(shí)攀登、向未知探索的動(dòng)力。為人師表，我們有責(zé)任和義務(wù)去培養(yǎng)學(xué)生，使學(xué)生具有這種動(dòng)力！一、實(shí)驗(yàn)原理用一根長(zhǎng)長(zhǎng)的頭發(fā)，緊密纏繞一個(gè)小的圓柱體n圈（n=30）.用測(cè)量工具測(cè)出n圈頭發(fā)的直徑d，則由d= d/n，可求得頭發(fā)d的直徑大小。二、實(shí)驗(yàn)方法選擇方法1：用千分尺（螺旋測(cè)微器）來進(jìn)行測(cè)量定義：利用螺旋副原理對(duì)弧形尺架上兩測(cè)量面間分隔的距離，進(jìn)行讀數(shù)的通用長(zhǎng)度測(cè)量工具。外徑千分尺常簡(jiǎn)稱為千分尺，它是比游標(biāo)卡尺更精密的長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器，它的量程是025,25-50,50-7

3、5.毫米，分度值是001毫米。工作原理：根據(jù)螺旋運(yùn)動(dòng)原理，當(dāng)微分筒（又稱可動(dòng)刻度筒）旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，測(cè)微螺桿前進(jìn)或后退一個(gè)螺距05毫米。這樣，當(dāng)微分筒旋轉(zhuǎn)一個(gè)分度后，它轉(zhuǎn)過了150周，這時(shí)螺桿沿軸線移動(dòng)了150×05毫米001毫米，因此，使用千分尺可以準(zhǔn)確讀出001毫米的數(shù)值。將頭發(fā)緊密纏繞在小圓柱后，用螺旋測(cè)微器來測(cè)量，依據(jù)千分尺的讀數(shù)原理可以得到n圈頭發(fā)的長(zhǎng)度d，由d=d/n可得頭發(fā)的直徑d。方法2：用游標(biāo)卡尺來進(jìn)行測(cè)量精度是1mm除以游標(biāo)上的格數(shù) 則可知10格就是精確到0.1mm 、20格就是精確到0.05mm 、50格就是精確到0.02mm將頭發(fā)緊密纏繞在小圓柱后，用游標(biāo)卡尺測(cè)量

4、物體外徑的卡口來測(cè)量，依據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)原理可以得到n圈頭發(fā)的長(zhǎng)度d，由d=d/n可得頭發(fā)的直徑d。方法3：劈尖干涉測(cè)頭發(fā)絲的直徑（利用等厚干涉原理）當(dāng)兩片很平的玻璃疊合在一起，并在其一端墊入細(xì)絲時(shí)，兩玻璃片之間就形成一空氣薄層（空氣劈）。在單色光束垂直照射下，經(jīng)劈上、下表面反射后兩束反射光是相干的，干涉條紋將是間隔相等且平行于二玻璃交線的明暗交替的條紋。顯然，劈尖薄膜上下兩表面反射的兩束光發(fā)生干涉的光程差為干涉條紋為暗紋與 k 級(jí)暗條紋對(duì)應(yīng)的薄膜厚度為：兩相鄰暗條紋所對(duì)應(yīng)的空氣膜厚度差為：如果有兩玻璃板交線處到細(xì)絲處的劈尖面上共有n調(diào)干涉條紋，則細(xì)絲的直徑d為;由于n數(shù)目很大，實(shí)驗(yàn)測(cè)量不方便

5、，可先測(cè)出單位長(zhǎng)度的條紋數(shù)，再測(cè)出兩玻璃交線處至細(xì)絲的距離l，則已知入射光波長(zhǎng)，測(cè)出n0和l,就可計(jì)算出細(xì)絲（或薄片）的直徑d。方法4：用楊氏雙縫干涉測(cè)頭發(fā)絲的直徑利用傳統(tǒng)雙縫干涉：納光燈+凸透鏡+單縫+雙縫 的原理，用激光器替代鈉燈做光源，加一個(gè)小焦距透鏡使其發(fā)散，再加一個(gè)大焦距透鏡使其匯聚，得到一束大面積平行光，直接照射雙縫，就可以得到清晰的干涉像。要測(cè)頭發(fā)直徑，就不放雙縫，直接把頭發(fā)放入光路，在后面得到頭發(fā)的衍射像，包括中心的泊松亮斑，測(cè)出頭發(fā)與屏的距離d，測(cè)出衍射像的兩個(gè)一級(jí)明紋的距離l，頭發(fā)直徑d等于d乘以除以l，即d=d/l。方法5：用讀數(shù)顯微鏡測(cè)頭發(fā)絲的直徑讀數(shù)顯微鏡是光學(xué)精密機(jī)

6、械儀器中的一種讀數(shù)裝置，測(cè)量范圍：0-6mm測(cè)量精度：0.01mm，儀器放大倍數(shù)是20，是用來測(cè)量微小距離或微小距離變化的，能將頭發(fā)絲進(jìn)行放大后再讀數(shù)。首先，將讀數(shù)顯微鏡適當(dāng)安裝，對(duì)準(zhǔn)頭發(fā)絲；調(diào)節(jié)顯微鏡的目鏡，以清楚地看到叉絲（或標(biāo)尺）；調(diào)節(jié)顯微鏡的聚集情況或移動(dòng)整個(gè)儀器，使頭發(fā)絲成像清楚，并消除視差，即眼睛上下移動(dòng)時(shí)，看到叉絲與頭發(fā)絲成的像之間無相對(duì)移動(dòng)；先讓叉絲對(duì)準(zhǔn)頭發(fā)絲上一點(diǎn)（或一條線）a，記下讀數(shù)；轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿，對(duì)準(zhǔn)另一點(diǎn)b，再記下讀數(shù)，兩次讀數(shù)之差即ab之間的距離就是頭發(fā)絲的直徑。但在操作中要注意兩次讀數(shù)時(shí)絲桿必須只向一個(gè)方向移動(dòng)，以避免螺距差。三、測(cè)量方法選擇經(jīng)濟(jì)較落后的中學(xué)，實(shí)驗(yàn)室里

7、的實(shí)驗(yàn)儀器并不是很充足。比較以上5種方法，方法3和方法4都要用到光學(xué)平臺(tái)，而那時(shí)自己任教的中學(xué)，由于經(jīng)費(fèi)的緊張或不足，實(shí)驗(yàn)里配不起這樣的儀器，從而不能完成實(shí)驗(yàn)。方法5要用到讀數(shù)顯微鏡，雖然這個(gè)儀器沒有光學(xué)平臺(tái)貴重，能配備的數(shù)量非常有限，但是面對(duì)一個(gè)班級(jí)的學(xué)生，要進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)還是顯得不太切合實(shí)際。為了能讓每一個(gè)同學(xué)都能到實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，只能選擇最經(jīng)濟(jì)、相對(duì)符合實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)儀器來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因此唯有選擇方法1或方法2。而頭發(fā)絲是很細(xì)小的物體，為了相對(duì)減少實(shí)驗(yàn)測(cè)量的誤差，可采用放縮法。四、儀器的選擇由于頭發(fā)是非常細(xì)小的物體，一般的測(cè)量工具無法對(duì)其進(jìn)行測(cè)量或者會(huì)造成比較大的誤差，所以此試驗(yàn)中只用普通物

8、理實(shí)驗(yàn)室測(cè)量精度最高的測(cè)量工具來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在方法1中的測(cè)量工具的精度（千分尺為0.01mm）比在方法2的（游標(biāo)卡尺為0.02mm）高，作出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果更接近實(shí)際，因此，選擇千分尺測(cè)量頭發(fā)的直徑d。五、測(cè)量條件1.頭發(fā)繞小圓柱體一定要緊密，且不可重疊；2.繞的過程中不能使用很大的力，防止頭發(fā)變形；3.小圓柱一定要保證是圓的。六、實(shí)驗(yàn)程序1.選出千分尺和小圓柱體2.取成年女性的長(zhǎng)頭發(fā)（可提前自備）3將頭發(fā)緊密繞小圓柱體n圈（n取30、50或100，具體視頭發(fā)長(zhǎng)度而定）4.用千分尺測(cè)量n圈頭發(fā)的長(zhǎng)度d，重復(fù)10次5.計(jì)算頭發(fā)的直徑d和偏差6.重新繞頭發(fā)、或換一根頭發(fā)重復(fù)此實(shí)驗(yàn)，得出繞的緊密度和不同人的

9、頭發(fā)對(duì)d的影響。參考文獻(xiàn)：1楊述武等 主編：普通物理實(shí)驗(yàn)1（第四版），高等教育出版社，20xx 2 楊述武等 主編：普通物理實(shí)驗(yàn)3（第四版），高等教育出版社，20xx3 姚啟鈞主編：光學(xué)教程（第四版），高等教育出版社，20xx篇二：劈尖法測(cè)頭發(fā)絲的直徑等厚干涉是基礎(chǔ)光學(xué)的重要課程之一，為達(dá)到學(xué)以致用的學(xué)習(xí)目的設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)，由于光自身的波粒二象性和其數(shù)量級(jí)小的特點(diǎn)可以將其運(yùn)用于現(xiàn)實(shí)生活中較于精確的測(cè)量。運(yùn)用光學(xué)的測(cè)量具有精度大，實(shí)驗(yàn)誤差較小等有利于研究的特點(diǎn)。所以光學(xué)應(yīng)用于物體幾何尺度的測(cè)量大大地增加了其精度。一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.測(cè)量頭發(fā)絲直徑的大小。2.掌握劈尖干涉測(cè)定細(xì)絲直徑（或薄片厚度）的方法

10、。3.通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)等厚干涉原理的理解。4.掌握牛頓環(huán)的使用原理。二、 實(shí)驗(yàn)原理將兩塊平板玻璃疊放在一起，一端用頭發(fā)絲將其隔開，則形成一辟尖形空氣薄層 見圖（1-1），若用單色平行光垂直入射，在空氣劈尖的上下表面發(fā)射的兩束光將發(fā)生干涉，其光程差 =2l+/2 （l為空氣薄膜厚度）。因?yàn)榭諝馀夂穸认嗟戎幨且幌盗衅叫杏趦刹ＡО褰佑|處（即棱邊）的平行直線，所以其干涉圖樣是與棱邊平行的一組明暗相間的等間距的直條紋，當(dāng)=（2k+1）/2，（k=0，1，2，3）時(shí)，為干涉暗條紋，與k級(jí)暗條紋對(duì)應(yīng)的薄膜厚度為：d=k×/2由于k值一般較大，為了避免數(shù)錯(cuò)，在實(shí)驗(yàn)中可先測(cè)出某長(zhǎng)度l內(nèi)的干涉暗條紋的

11、間隔數(shù)n，則單位長(zhǎng)度的干涉條紋數(shù) x=n/l，若棱邊與頭發(fā)絲的距離為l，則頭發(fā)絲出現(xiàn)的暗條紋的級(jí)數(shù)為k=x×l，可得頭發(fā)絲的直徑為：=x×l×/2= n/l×l×/2也可用三角形相似原理 如圖（3-17-3）dd=lld=（ ll）×dd=n×/2取n=10（即間隔10個(gè)暗條紋）d=10×/2=5 所以d=（ ll）×5 3三、實(shí)驗(yàn)方法選擇1、將頭發(fā)緊密地繞在細(xì)棒上，測(cè)出n 扎的長(zhǎng)度，將其除以扎數(shù)便可得到頭發(fā)絲的直徑。2、運(yùn)用邁克耳孫干涉儀測(cè)頭發(fā)絲的直徑3、運(yùn)用劈尖等厚干涉測(cè)頭發(fā)絲的直徑比較以上三種測(cè)量方

12、法，第一種精度較小，第二種實(shí)驗(yàn)原理及其方法過于復(fù)雜，不便于實(shí)驗(yàn)，相比前第二種試驗(yàn)方法，第三種方法實(shí)驗(yàn)原理及其過程相對(duì)簡(jiǎn)單，而且相對(duì)第一種實(shí)驗(yàn)方法而言第三種實(shí)驗(yàn)精度較高，所以實(shí)驗(yàn)選取第三種試驗(yàn)方法。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.打開電源和鈉燈光源并將電子顯微鏡的插頭插上2.調(diào)節(jié)顯微鏡的視野至明亮清晰處3.取一根頭發(fā)絲，將頭發(fā)絲夾入劈見內(nèi)（注意頭發(fā)絲要拉直不可彎曲），固定好。4.將固定好頭發(fā)絲的劈見放入顯微鏡的平臺(tái)內(nèi)，調(diào)節(jié)顯微鏡直到看見清楚的干涉條紋5.測(cè)量l的長(zhǎng)度，找到兩條最黑的暗條紋，記入數(shù)據(jù)l、l ；（ l= ll）6. 取n=10（間隔10個(gè)暗條紋）即l的長(zhǎng)度，記入數(shù)據(jù)l、l;  ( 

13、0;l=ll  )7.重復(fù)上述過程，得到不同的幾組數(shù)據(jù)8.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，整理好實(shí)驗(yàn)器材五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論篇三：頭發(fā)絲直徑的測(cè)定一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.測(cè)量頭發(fā)絲直徑的大小。2.掌握劈尖干涉測(cè)定細(xì)絲直徑（或薄片厚度）的方法。3.通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)等厚干涉原理的理解。4.掌握牛頓環(huán)的使用原理。二、 實(shí)驗(yàn)原理將兩塊平板玻璃疊放在一起，一端用頭發(fā)絲將其隔開，則形成一辟尖形空氣薄層 見圖（1-1），若用單色平行光垂直入射，在空氣劈尖的上下表面發(fā)射的兩束光將發(fā)生干涉，其光程差 =2l+/2 （l為空氣薄膜厚度）。因?yàn)榭諝馀夂穸认嗟戎幨且幌盗衅叫杏趦刹ＡО褰佑|處（即棱邊）的平行直線，所以其干涉圖

14、樣是與棱邊平行的一組明暗相間的等間距的直條紋，當(dāng)=（2k+1）/2，（k=0，1，2，3）時(shí)， 為干涉暗條紋，與k級(jí)暗條紋對(duì)應(yīng)的薄膜厚度為：d=k×/2由于k值一般較大，為了避免數(shù)錯(cuò)，在實(shí)驗(yàn)中可先測(cè)出某長(zhǎng)度l內(nèi)的干涉暗條紋的間隔數(shù)n，則單位長(zhǎng)度的干涉條紋數(shù) x=n/l，若棱邊與頭發(fā)絲的距離為l，則頭發(fā)絲出現(xiàn)的暗條紋的級(jí)數(shù)為k=x×l，可得頭發(fā)絲的直徑為：d=x×l×/2= n/l×l×/2也可用三角形相似原理 如圖（3-17-3）dd=ll d=（ ll）×d d=n×/2取n=10（即間隔10個(gè)暗條紋）d=10&

15、#215;/2=5 所以d=（ ll）×5三、實(shí)驗(yàn)器材電子顯微鏡，劈尖，頭發(fā)絲,牛頓環(huán)四、試驗(yàn)裝置五、實(shí)驗(yàn)步驟1.打開電源和鈉燈光源并將電子顯微鏡的插頭插上 2.調(diào)節(jié)顯微鏡的視野至明亮清晰處3.取一根頭發(fā)絲，將頭發(fā)絲夾入劈見內(nèi)（注意頭發(fā)絲要拉直不可彎曲），固定好。 4.將固定好頭發(fā)絲的劈見放入顯微鏡的平臺(tái)內(nèi)，調(diào)節(jié)顯微鏡直到看見清楚的干涉條紋5.測(cè)量l的長(zhǎng)度，找到兩條最黑的暗條紋，記入數(shù)據(jù)l、l ；（ l= ll） 6. 取n=10（間隔10個(gè)暗條紋）即l的長(zhǎng)度，記入數(shù)據(jù)l、l;  (  l=ll  ) 7.重復(fù)上述過程，得到不同的幾組數(shù)據(jù) 8.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，整理好實(shí)驗(yàn)器材六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)d=（ ll