激光衍射测量金属细丝的直径

衍射法测量细丝直径实验报告
实验目的：学习使用衍射法测量细丝直径。

实验器材：激光、透镜、细丝、刻度尺、旋转台、屏幕，直尺。

实验过程：
1.将激光束垂直入射到透镜上，利用透镜成像原理，可以在屏幕上得到明亮而清晰的光斑。

2.将细丝放置于激光束与透镜之间，并将细丝与激光束垂直，调整细丝的位置，使其在光斑中心。

3.旋转台旋转细丝，使光斑在屏幕上呈现出一系列明暗环形，称为菲涅尔衍射图案。

4.用直尺测量屏幕上菲涅尔衍射图案中一组明暗环的直径d。

5.根据直径d和激光波长λ之间的关系，求得细丝直径。

实验结果：利用衍射法测量，可得细丝直径d=0.05mm。

实验结论：衍射法能够较为准确地测量细丝的直径，并且该方法便于使用，实验过程简单。

衍射法测量细丝直径的研究
衍射法是一种精密测量物体尺寸的方法，也可用于测量细丝直径。

该方法的原理是利用高能光线通过细丝时发生的衍射现象，来计算出细丝的直径。

实验时，需要将细丝置于光源和光屏之间，通过调整光源和光屏的位置，找到最佳的衍射条件。

然后测量出两个相邻衍射条纹之间的距离，用此距离和已知参数计算出细丝直径。

衍射法测量细丝直径的优点是精度高、非破坏性，对细丝的材料和形状没有限制。

但是也存在一些限制，比如光线的干扰和偏差会影响测量结果，需要进行光线矫正和精确测量。

总之，衍射法是一种可靠的测量细丝直径的方法，具有广泛的应用前景和研究价值。

用激光衍射法测量细丝直径覃立平，赵子珍，莫玉香【摘要】摘要：文中对激光衍射测径法测量细丝直径提出了具体的实现方案，并与普通物理实验中的其他测量细丝直径方法—螺旋测微器法进行结果比对：用激光衍射法测量细丝的直径精度更高，前者为0.000 1mm，后者为0.001mm；在单缝衍射实验中，用衍射法测量细丝直径比测量狭缝的宽度对彰显“衍射法测量微小量”更直观。

【期刊名称】实验科学与技术【年(卷),期】2014(012)001【总页数】3【关键词】关键词：激光；衍射；细丝；直径·实验技术·光的衍射现象是光波动性的一个重要标志。

单缝衍射是指光波在传播过程中遇到障碍物时，当障碍物(小孔、狭缝、毛发、细针等)的线度与光的波长相差不多时，所发生的偏离直线传播的现象。

即光可绕过障碍物，传播到障碍物的几何阴影区域中，并在障碍物后的观察屏上呈现出光强的不均匀分布，通常称为衍射图样[1_2]。

光的衍射在近代科学技术中已获得了极其重要的应用。

但是，大学物理实验中的“单缝衍射实验”多数只针对单缝衍射的光强分布及单缝宽度的测量，较少涉及更具体、直观的应用。

本文就激光衍射测径法测量细丝直径提出了具体的实现方案。

1 实验原理及实验装置1.1 实验原理单缝衍射可分为两类：菲涅耳衍射、夫琅和费衍射。

在夫琅和费衍射中，入射到狭缝的光是平行光，传播到观察屏的也是平行光，即入射光和衍射光都是平行光;所以夫琅和费衍射是平行光的衍射，在实验中可以借助两个透镜来实现。

如图1所示，将波长为λ的单色光源S置于透镜L1的焦平面上，由光源发出经L1出射的平行光垂直照射在宽度为a的狭缝上。

当a很小时，根据惠更斯_菲涅耳原理，狭缝上每一点都可看成是发射子波的新波源。

由于子波叠加的结果，可以在透镜的焦面处的接收屏上看到一组平行于狭缝的明暗相间的衍射条纹。

中央是亮而宽的明条纹，在它两侧是较弱的明暗相间的条纹，中央明条纹宽度是两侧明条纹宽度的两倍[3_4]。

测细铜丝的直径的方法
测量细铜丝直径的方法有多种，可以根据具体情况选择合适的方法。

以下是一些常见的测量方法：
1. 用千分尺或游标卡尺，这是最常见的测量细铜丝直径的方法之一。

使用千分尺或游标卡尺可以直接测量细铜丝的直径，确保测量仪器的精确度和准确性。

2. 光学显微镜测量，通过放大光学显微镜的镜头，可以清晰地观察细铜丝的直径，然后使用目镜上的刻度尺或者连接到显微镜的测量仪器来测量其直径。

3. 激光测量，利用激光测量仪器可以非常精确地测量细铜丝的直径，这种方法通常用于对直径要求非常严格的情况。

4. X射线衍射，对于特别细小的铜丝，可以使用X射线衍射技术来测量其直径，这种方法通常在科研实验室或者专业实验室中使用。

5. 电子显微镜测量，使用电子显微镜可以对细铜丝进行高分辨
率的测量，可以得到非常精确的直径数据。

在选择测量方法时，需要考虑到细铜丝的直径范围、精确度要求、实验条件等因素，以便选择最适合的测量方法。

另外，在进行测量时，需要注意操作规范，确保测量结果的准确性和可靠性。