头发丝直径的测定

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头发丝直径的测定

班级060716 学号45 姓名 元小平 指导老师 丁斌刚

头发丝直径的测定

我们有很多方法

但是哪种方法是最为精确的呢

这才是我们做这个实验的最终目的

而使用牛顿环测头发丝的直径能使我们的误差很小

比起其他方法有更多的优点

而且更加精确

以下就是实验

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

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

(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

②也可用三角形相似原理 如图(3-17-3)

D/d=L/l

D=( L/l)×d

d=n×λ/2

取n=10(即间隔10个暗条纹)d=10×λ/2=5λ 所以D=( L/l)×5λ

三、实验器材

电子显微镜

劈尖

头发丝,牛顿环

四、试验装置

五、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

六、实验数据

D=( L/l)×5λ

钠灯波长 λ=589.3nm

            

           

 

            

            发根部头发丝直径数据

           

L读数(mm)48.0280.85643.5910.32449.8912.76545.311-0.62548.6340.292.L长度(mm) 47.172 43.267 47.126 45.936 48.342l读数(mm)17.56415.53318.4676.31921.58119.82722.43820.3213.0511.079l长度(mm) 2.031 2.148 1.754 2.117 0.722直径长度D=( L/l)×5λ(mm)

0.0684

0.0594

0.0792

0.0639

0.0722

           

           

           

           

           

           

           发中部头发丝直径数据

           

L读数(mm)

44.142

1.445

43.196

0.398

49.731

2.162

45.874

1.176

46.327

3.206L长度(mm) 42.697 42.798 47.569 44.698. 43.121l读数(mm)8.469

6.4918.3977.6828.4325.92410.5698.68315.46713.672l长度(mm) 1.978 1.697 2.508 1.886 1.795直径长度D=( L/l)×5λ(mm)

0.0636

0.0739

0.0559

0.0698

0.0708

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           发梢部头发丝直径数据

L读数(mm)

44.7111.54349.2620.72642.1781.37647.3670.83645.462-0.236L长度(mm) 43.168 48.536 41.342 46.531 45.698l读数(mm)13.87211.74720.89118.60615.29812.9493.8691.9124.3921.911l长度(mm)  2.125  2.265  2.439  1.957  2.481直径长度D=( L/l)×5λ(mm)

  0.0599

0.0631 

 

0.0519  

  

  0.0701  

  

  0.0543

七、实验结论

1.由以上数据得出

(本人)头发丝直径的长度在0.5~0.75mm之间

2.相比之下发根的头发丝直径比发梢的要粗些

3.测量时头发要尽量直

这样出来出来的数据才更加精确

八、实验结论及数据分析

①可能是因为我经常使用吹风机吹头发

导致头发受损

而人的头发每一个月都至少会长1~2公分

发根的头发是新长出来的没有受损

所以会比发梢粗一些.

②实验中可能会存在误差

测量误差

读数误差

偶然误差等等.

九、实验心得及体会

  我是一个粗心人

学习上觉的学习好主课就好了

以前做实验时以为只要个结果就好了

结果让自己走

很多弯路

成了自己折腾自己了

却没有学到多少东西

后来自己动手时却出现了出人意料的结果

让我觉得一定要多做试验

而且亲手认真的做

这样才能学到更多的知识和实验技能

做这个实验最大的心得体会就是一定要细心加耐心

刚开始做实验的时候毫无头绪

经过老师的指点后

才有一点眉目

第一次把头发丝夹在劈尖上放到显微镜上观察时

找不到干涉条文

经过多番调整显微镜和劈尖后才看到干涉条纹

观察多次后

眼睛开始有点疼

有了酸的感觉

做了一个多小时实验后

得出了几组实验数据

眼睛实在坚持不了

第二天

继续到光学实验室做实验

连续做了几次实验后

得出以上的实验数据

做这个实验一定要按步骤,每一步都要仔细

哪一步出错就会使得实验数据出现较大的误差

所以一定要细心

光学实验对眼睛要求很高

要一直盯着显微镜看

很快就会有累的感觉

所以一定要很有耐心

   经过这一次的实验

我觉得在做光学实验时一定要细心

按着步骤来

不能抢快

不能漏掉那一步

做事也不能拖

不能急

要有耐心

该记的东西要即时记

不然会很容易忘记

使结果误差很大

还有

做事一定要有规划

不能盲目地凭着自己的意向

同一组里要互相讨论

一同规划

使实验最优化

06071645

元小平

2008-12-04


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