不同方法测量金属细丝直径的精确度比较

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1、不同方法测量金属细丝直径的精确度比较（实验者：秦佳蕾同组实验者：杨莹指导教师：竺江峰）（A09生科090103133652506，A09生科090103127652514）摘要：分别用螺旋测微器法，缠绕法，劈尖干涉法测漆包线的直径，然后比较三种方法所测得结果的准确性以及它们的优缺点。结果表明：缠绕法所测结果误差最大，劈尖干涉法所测结果误差最小。关键词：螺旋测微器法缠绕法劈尖干涉法准确性优缺点1、引言：目前，测细金属丝直径的方法有很多种，但是，并不是每一种都很精确，每一种都存在一定的误差。所以在本实验中，我们将采用三种我们平时就熟悉的

2、三种方法:螺旋测微器法，缠绕法，劈尖干涉法来测细金属丝的直径，用三个结果分别与理论值来进行比较，从而来得出三种方法的准确性；同时得出它们的优缺点。本次实验中所采用的细金属丝是漆包线。2、设计原理及方法：2.1原理2.1.1用螺旋测微器法：用螺旋测微器直接测量出细金属丝的直径.2.1.2用缠绕法测：(L为N圈细金属丝的宽度)2.1.3用劈尖干涉法测：干涉和衍射是光的波动性的具体表现。等厚干涉又是光的干涉中的重要物理实验。把直径为d的细金属丝垫进两片光学玻璃之间的一端，在两玻璃片之间形成的空气薄膜称为劈尖，两玻璃的交线称为棱边。平行于棱

3、边的线上，劈尖空气薄膜厚度相等。如图2（a）所示，当平行单色光垂直入射到玻面上时，从空气薄膜上、下表面反射的光就在薄膜表面附近相遇而发生干涉。因此观察介质表面就会看到明暗相间的直线干涉条纹，如图2（b）所示。图2（a）图2（b）两束光的光程差：(1——1)当（k=1，2，…）是为亮条纹；（k=1，2，…）是为暗条纹。两相邻暗纹（或亮纹）对应的劈尖厚度之差为：（1——2）若两暗纹之间的距离为，则夹角为：（1——3）设细金属丝至棱边的距离为L，则细金属丝的直径为;（1——4）2.2实验方法（包括仪器、步骤）2.2.1实验仪器读数显微镜螺

4、旋测微器游标卡尺漆包线笔杆劈尖2.2.2实验步骤（1）、用螺旋测微器测：在漆包线上取4个不同的点，用螺旋测微器分别量出其直径，并记录到表格。（2）、用缠绕法测：先在笔杆上细密、均匀地绕上10圈漆包线，在用游标卡尺量出10圈漆包线的长度，并记录到表格。用同样的方法在测出15,20,25,30圈的长度，并计算漆包线的直径。（3）、用劈尖干涉法测：①按读数显微镜的使用说明调整好显微镜，并打开钠灯,进行预热。②调整光路，使显微镜中的视场明亮均匀。调节显微镜的目镜，使叉丝清晰。组装好劈尖，并放到读数显微镜下。③在读数显微镜下，使单色光垂直照射

5、到劈尖上，使其产生干涉。④在显微镜下调整劈尖玻璃及目镜，使目镜中的标尺“+”于一条暗条纹相重和，读数记为，同一方向转动测微鼓轮数到左侧第5条暗条纹时，在记录读数。以此类推，直到测出。记录到表格，并计算漆包线的直径。在每次测量时，注意鼓轮应沿同一个方向转动，中途不可倒转。（4）、比较三种方法所测直径的精确度，以及优缺点。（实验中所用的漆包线为同一根，为避免误差，）3、实验结果与分析3.1实验数据与处理3.1.1实验数据（1）、用螺旋测微器测：（mm）(mm)(%)0.1490.1490.1490.1490.1490.67%（2）、用缠

6、绕法测：N1015202530（mm）（mm）（%）D(mm)1.502.253.003.744.500.1501.4%（mm）0.1500．1500.1500.1490.150（3）、用劈尖干涉法测：12345678910(%)n0510152025303540450%（mm）20.13020.53620.94321.34921.76022.16822.58823.00123.44123.823（mm）2.0382.0522.0672.0922.063(mm）0.148(mm)0.148±0.006×3.1.2数据处理（1）、用螺

7、旋测微器测：（2）、用缠绕法测：同理则（3）、用劈尖干涉法测：3.2实验结果分析在本次实验中通过螺旋测微器法，缠绕法，劈尖干涉法测得漆包线的直径分别为：0.149mm、0.150mm、0.148mm，把它们与理论值比较，发现它们的不确定分别为0.67%、1.4%、0%，都在在±5%以内，准确率都比较较高，但是劈尖干涉法为0%，这说明在实验中所采取的三种方法测细金属丝直径，劈尖干涉法最为精确。而结果的值由于小数位数的限制，故导致0%的出现，但若用mm来计算，结果为0.34%，远小于0.67%，这也足以说明劈尖干涉法测细金属丝直径是这三

8、种方法中最为精确的。但是由于操作起来相对来说比较麻烦，并且在数干涉条纹时容易眼花，数错。同时，缠绕法对测细金属丝直径误差较大，并且在缠绕的过程中不易控制使细金属丝绕得细密、均匀，在要求测得较精确结果的实验中并不适合用此方法。而螺旋测微