头发丝直径的测量

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/2②也可用三角形相似原理如图（3-17-3）D／d=L／lD=（L／l）×dd=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发中部头发丝直径数据七、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。

狭缝缝宽和细丝直径的测量编号：课程设II （论文）计说明书题目：狭缝缝宽和细丝直径测量院（系）：电子工程与自动化学院专业：学生姓名：学号：指导教师：职称：30217 张副教授2019年 1 月20日摘要本课题主要目的是狭缝缝宽和细丝直径的测量。

微小物体的测量在生产和科研中有很重要的作用，光学衍射法测量微小物体的直径是一种非破坏性，精度高的方法。

利用光的单缝衍射效应：光传播过程中遇到障碍物时，当障碍物（小孔、狭缝、毛发、细丝等）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CCD 相机上捕捉到光强不均匀分布的图样，这样的图样为衍射图样。

另外根据巴比涅原理，两个互补屏单独产生的衍射场的复振幅之和等于没有屏时的复振幅，，对于单缝的夫琅和费衍射，除点光源在像平面的像点之外有U=0，即像点外两个互补屏所产生的衍射图形，其形状和光强完全相同，仅位相相差π/2，所以也可用丝线代替单缝进行衍射。

把CCD 相机采集到的衍射图样用MATLAB 进行图像处理，即可计算出衍射图样暗纹或亮纹之间的间距。

关键词：单缝衍射；衍射图样；巴比涅原理AbstractThe main purpose of this study is to measure the slit width and the diameter of the filament. The measurement of small objects is very importantin the production and scientific research. The optical diffraction method is a non-destructive method to measure the diameter of micro objects.The light of the single seam diffraction effects: light propagation encountered obstacles when obstacle pin hole and slit, hair, filaments, etc.) and the linear dimension of the light wave looks almost, the deviation travels in straight lines. The light can bypass the obstacles, spread to the area ofthe geometric shadow of obstacles, and in the obstacle after the CCD camera to capture the light intensity distribution of the pattern, so that the patternfor the diffraction pattern. Also according to Babinet's principle, two complementary screen alone produces a diffraction field of complex amplitude is equal to no screen the complex amplitude, for single slit Fraunhofer diffraction, in addition to the point light source in a plane like beyond the point of U=0, that point as two complementary screen produced by diffraction pattern, its shape and intensity are exactly the same, only phase difference PI, so also available thread instead of single slit diffraction. CCD camera to collect the diffraction pattern with MATLAB for image processing, you can calculate the distance between the diffraction pattern of dark lines or bright lines.Key words：Single slit diffraction；Diffraction pattern；Babinet principle目录引言 ........................................................................... ......................................................... 3 1. 任务与要求 ........................................................................... .......................................... 3 2. 方案论证 ........................................................................... . (3)2.1 狭缝测量方案论证及选择 ........................................................................... ...... 3 2.2 细丝直径测量方案选择 ........................................................................... .......... 5 3. 实验测量光路的搭建及测量 ........................................................................... .. (6)3.1细丝直径测量 ........................................................................... ........................... 6 3.2 细丝直径测量方法 ........................................................................... .................. 6 3.3 狭缝缝宽测量装置 ........................................................................... ................. 7 4. 实验数据处理 ........................................................................... .. (8)4.1 CCD标定 . ......................................................................... ................................... 8 4.2 实验数据处理 ........................................................................... .......................... 8 5. 误差分析 ........................................................................... .. (12)5.1 测量距离的误差 ........................................................................... .................... 12 5.2 CCD相机存在的误差 ........................................................................... ............ 12 5.3图像处理的误差 ........................................................................... .................... 13 6. 结论 ........................................................................... .................................................... 13 谢辞 ........................................................................... ................................................... 14 参考文献 ........................................................................... ............................................... 15 附录 ........................................................................... ................... 错误！未定义书签。

劈尖干涉测量头发丝直径摘要：根据等厚干涉原理，利用劈尖干涉，成功测量除了头发丝的直径。

关键词：干涉 劈尖 细丝直径1. 引言：根据薄膜干涉原理，用两个很平的玻璃板间产生一个很小的角度，就构成一个楔形空气薄膜，用已知波长的单色光入射产生的干涉条纹，可以测量头发丝的直径。

2. 设计方法及设计原则：2.1 理论依据：当两片很平的玻璃叠合在一起，并在其一端垫入细丝时，两玻璃片之间就形成一空气薄层（空气劈）。

在单色光束垂直照射下，经劈上、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 2(21)k 0,1,222e k λλδ=+=+=时，干涉条纹为暗纹与 k 级暗条纹对应的薄膜厚度为：2k e kλ=两相邻暗条纹所对应的空气膜厚度差为：21λ=-+k k e e如果有两玻璃板交线处到细丝处的劈尖面上共有N 调干涉条纹，则细丝的直径d 为;)2/(λN D =由于N 数目很大，实验测量不方便，可先测出单位长度的条纹数lN N i =0，再测出两玻璃交线处至细丝的距离L ，则L N N 0=)2/(0λL N D =已知入射光波长λ，测出0N 和L ,就可计算出细丝（或薄片）的直径D 。

2.2 实验方法：实验仪器：钠光灯 读数显微镜 劈尖装置1、将细丝（或薄片）夹在劈尖两玻璃板的一端，另一端直接接触，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垂直。

3、用显微镜测读出叉丝越过条暗条纹时的距离l,可得到单位长度的条纹数0N 。

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)2/(0λL N D =计算细丝直径D 平均值和不确定度。

单缝衍射的原理测量头发丝的直径
单缝衍射是一种实验技术，用于测量物体的微观尺寸。

在这种技术中，通过将光线通过一个狭缝射入样品，然后观察其产生的衍射图样，可以确定物体的尺寸。

单缝衍射的原理基于光的波动性。

当光通过一个狭缝时，它会发生衍射现象，即光波从狭缝边缘弯曲向周围。

这种弯曲导致在空间中形成一系列明暗相间的条纹，被称为衍射图样。

通过观察衍射图样，可以确定物体的尺寸。

如果头发丝放置在狭缝前面，光线会被头发丝散射和衍射，从而在远离狭缝的区域产生干涉图样。

根据干涉条纹的性质，我们可以计算出头发丝的直径。

为了进行测量，我们可以使用一个光源，例如激光器，产生一束平行光线。

这束光线被狭缝限制为一束细的光线，并通过样品中的头发丝。

在接收屏幕上，我们会观察到一系列干涉条纹，这些条纹的位置和形状与头发丝的直径密切相关。

通过测量干涉条纹之间的距离和条纹的形状，我们可以使用一些数学公式或计算方法来计算头发丝的直径。

这种方法通常需要对衍射图样进行精确的测量和分析，因此可能需要使用一些图像处理软件或显微镜等设备。

总之，单缝衍射是一种通过观察光的衍射图样来测量物体尺寸的技术。

通过使用单缝衍射原理，可以测量头发丝的直径。

这
一方法的优点是非破坏性，不需要直接接触头发丝，因此适用于对微小物体进行测量。

利用光的干涉原理测量发丝直径XXX（XXXX 大学 XXXX 学院 XXXX 班）摘 要:利用等厚干涉可以测量微小角度、很微小长度、微小直径及检测一些光学元件的球面度、平整度、光洁度等。

本实验就是利用空气劈尖测量头发丝的直径。

关键词:等厚干涉;测量;头发丝;直径中图分类号：O436.10 引言干涉和衍射是光的波动性的具体表现。

利用等厚干涉，由同一光源发出的光，分别经过其装置所形成的空气薄膜上、下表面反射后，在上表面相遇产生的干涉。

等厚干涉是光的干涉中的重要物理实验。

本实验利用劈尖干涉法测定细丝直径是等厚干涉的具体应用。

光的干涉是两束光（频率相同、振动方向相同、相位差恒定）相互叠加时所产生的光强按空间周期性重新分布的一种光学现象。

光的等厚干涉是采用分振幅法产生的干涉，劈尖即是利用光的等厚干涉测量微小长度。

1 实验原理：将两块光学平板玻璃叠放在一起，在一端插入头发丝，则在两玻璃板间形成了空气劈尖，如图1所示：当一平行单色光垂直入射时，将会产生干涉现象，产生的干涉条纹是一系列的平行的、间隔相同的、明暗相间的条纹，如图2所示:设入射光波长为λ，两束光的光程差为 22λ+=∆e ,形成暗条纹的条件为 图1 劈尖 图2 干涉条纹⋅⋅⋅=+=+=∆,3,2,1,0,2)12(22k k e λλ 当k=0时，对应∆=0处为暗纹，第k 级暗纹处空气薄膜厚度为⋅⋅⋅==∆,3,2,1,0,2k k λ设从薄片左边至劈尖棱边的距离为L ，L 与左端之内的暗纹数为N ，可得薄片的厚度为2d λN =设每相邻两条暗纹间长度为l ∆，每△N 条暗纹测长度为L i ，△N ’=40 则N')/L (/d 4n 1i i 4i ∆-=∑==+L L )2 实验仪器：实验仪器名称仪器的量程 仪器的精度 其他参数读数显微镜50mm 0.01mm 钠光灯λ=589.3nm 劈尖头发丝刻度尺200mm 1.0mm3 实验步骤：1制作劈尖，将细丝夹在距劈尖一端的3-5mm 处，将此端夹紧，将细丝拉直与劈尖边缘平行，再将劈尖另一端适度夹紧。

劈尖干涉测量头发丝直径摘要：根据等厚干涉原理，利用劈尖干涉，成功测量除了头发丝的直径。

关键词：干涉 劈尖 细丝直径1. 引言：根据薄膜干涉原理，用两个很平的玻璃板间产生一个很小的角度，就构成一个楔形空气薄膜，用已知波长的单色光入射产生的干涉条纹，可以测量头发丝的直径。

2. 设计方法及设计原则：2.1 理论依据：当两片很平的玻璃叠合在一起，并在其一端垫入细丝时，两玻璃片之间就形成一空气薄层（空气劈）。

在单色光束垂直照射下，经劈上、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 2(21)k 0,1,222e k λλδ=+=+=时，干涉条纹为暗纹与 k 级暗条纹对应的薄膜厚度为：2k e kλ= 两相邻暗条纹所对应的空气膜厚度差为：21λ=-+k k e e如果有两玻璃板交线处到细丝处的劈尖面上共有N 调干涉条纹，则细丝的直径d 为;)2/(λN D =由于N 数目很大，实验测量不方便，可先测出单位长度的条纹数lN N i =0，再测出两玻璃交线处至细丝的距离L ，则L N N 0=)2/(0λL N D =已知入射光波长λ，测出0N 和L ,就可计算出细丝（或薄片）的直径D 。

2.2 实验方法：实验仪器：钠光灯 读数显微镜 劈尖装置1、将细丝（或薄片）夹在劈尖两玻璃板的一端，另一端直接接触，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垂直。

3、用显微镜测读出叉丝越过条暗条纹时的距离l,可得到单位长度的条纹数0N 。

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)2/(0λL N D =计算细丝直径D 平均值和不确定度。

劈尖干涉测量头发丝直径
毛发细微的直径量测是理发修剪中一个很重要的步骤，但对于头发更细的非对称形状
有时可能无法轻易地，比如发尖分层剪法，是为了形成假发尖而精确分割头发，例如飘逸、分层、蓬松等剪法。

传统的测量方法如拉尖、刮尖等，工作效率低下、损伤头发、准确度差，这种情况下就需要采用更好的测量方式以获得更准确的结果。

干涉测量，是利用光干涉原理进行断面测量的一种技术，是用双光束，一束穿过细微
的实体拉尖，另一束作为基准，两者相交，就形成一个不受外界因素影响的自然光环，反
射环会呈现出完整的周期性光条，在这样一种周期性结构里旋转，就可以看出其中头发丝
直径的尺寸，并且通过计算可以测量出它的精准结果。

干涉测量的最大优势在于操作简单，无需任何的标定，只需要直接拖动鼠标让测量光
柱旋转即可。

另外，因为数字化，所以使用者可以实时调整测量方式，比如更改连续的长
度测量的步长、方向旋转的幅度等，并可以直观看到结果，方便且准确。

在使用干涉测量头发丝直径时，测量师会为客户定制匹配度更高的发尖，因此，客户
可以得到更精确的修剪效果，优化修剪效果，提高客户满意度。

总而言之，干涉测量头发丝直径是一种精确、易操作、准确测量的方法。

通过它，理
发师可以做到更加精确的分层修剪，以达到精确的发尖廓形，最大限度地减少头发的损坏，从而提升客户的满意度。