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物理小论文之头发有多细
发布日期:2019年3月10日  浏览量:1710
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超出量程无法测量

漆包线3

ΔL=1.5mm

ΔL=1.4mm

37.20

1.53×103

ΔL=1.4mm

ΔL=1.4mm

 

 

 

3.2  劈尖可测量的直径和厚度的范围

根据我们小组测得的数据来看劈尖可测得的直径和厚度的范围是2.97×1042.61×10-3

 

4、误差分析

根据网络数据整理普通人的头发直径大约在0.06mm0.09mm之间;常见的漆包线直径也在0.05mm0.09mm之间。由此可见,我们小组所测得的数据普遍偏小,大约在十倍左右。

我觉得数据误差的原因大概有以下几点。

第一,在使用读数显微镜进行读数的时候,由于为了计算方便,快速进行读数,我们只是随机采样了10根暗条纹,分别采样了三次,且在读数显微镜上的刻度时无法做到精确,个人的判断也会造成误差。

第二,由于我们采集的头发样本较少,采集对象较为单一,造成了测量到的数据较少,不具有普遍性。

第三,因为人的个体差异,每个人的每根头发的粗细都是不同的,我们不可能采集所有的头发来进行测量,有可能我们所选择的样本本身就超出了正常范围,再加上测量上的失误,造成了跟大的误差。

第四,我们所测量的部分数据是用游标卡尺进行测量的,由于游标卡尺只能精确到0.01mm,对我们这个实验来说还不是最精确且在读数时也有个人读数的差异,也产生了小部分的误差。

第五,精确到小数点后几位的不同也会产生一点误差。

 

5、结论

1.我们小组所测得的头发的直径大约在9.60×1042.61×10-3之间。

2.根据我们小组测得的数据来看劈尖可测得的直径和厚度的范围是2.97×2.61×

3.产生误差的主要原因有五点:采样读数过少,采集对象的数量过少,不同的人的头发的差异,测量仪器不够精确且有个人读数的失误,没有统一单位和数量级。

 

参考文献

1.《大学物理实验》高等教育出版社

2.《大学物理(下册)》科学出版社

 

致谢

首先我们小组的成员要对东华大学和同济大学附属七一中学的负责这项活动的老师们表示感谢,由于你们的辛勤付出,我们全体的同学才能参加这项体验活动。

就我们小组而言,尤其是要感谢我们的指导老师李博李老师,面对我们未曾接触到的物理知识点,李老师十分耐心地为我们讲解每一个细节和重点。在后期写报告、论文的阶段,李老师还细心地指导我们更改其中的错误,完善细节。

最后我们还要感谢我们的带队老师俞老师和汪老师,他们不仅在每一个前去东华大学的日子早早地来到学校安排我们的活动,还在之后的暑假里督促我们交报告等文件。

我们小组的成员在此再次对这些老师表示衷心的感谢。


头发有多细

指导老师:东华大学 李博老师

完成人:潘佳雯、柳霖佶

摘要:

    利用等厚干涉可以测量微小角度,很微小的长度,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,直径,劈尖,测量,头发丝

 

1、背景资料和课题的产生

头发是我们日常生活中触手可得,随处可见的东西,几乎每个人都有头发,最大的区别莫过于或长或短,或多或少,或粗或细,这些差异取决于我们个人的身体状况和年龄等方面的原因,但头发究竟有多细,头发粗细的范围是怎样的,这就是我们此次课题所要研究的重点。我们决定利用光的干涉的相关知识,运用劈尖和读数显微镜等辅助工具测量头发的直径。

既然头发的直径可以被测量,那生活中一些像头发一样细小的物品的直径或厚度也可以被测量,所以我们决定搜集一些类似的物品进行测量,得出劈尖可以测量的直径或厚度的范围,再根据一些物品的已知数据与测量数据做出误差分析,完成整个实验。

 

2、光的干涉的基本理论知识

2.1 光的干涉的定义

光作为一种波,当一束光通过某种途径分散成两束光,过两种不同的路径后汇聚到一起,随后就可以观察到光在介质中的某些位置震动加强或减弱。而出现明暗相间的现象。

 

2.2  光的干涉——劈尖的应用

1.干涉膨胀仪(用于检测物体因为热胀冷缩而产生的微小差异)

2.测量膜厚

3.检验光学元件表面的平整度

4.测细丝的直径

针对本次实验我们是运用劈尖测细丝的直径。

 

2.3 光的干涉公式

设入射光的波长为λ,劈尖的两块玻璃板之间任意空气层的厚度为e,该处空气层上下面所反射的光的光程差为(空气的折射率近似为1),其中是由于光从空气层下表面上反射时产生的附加光程差δ,即半波损失。当光程差δ为半波长的奇数倍时,发生相消的干涉。

k=1,2,3……)

 

2.3.1光的干涉公式推导

光程差(暗纹) 其中e表示干涉处劈尖的厚度,即最后所要求的物体的厚度或直径,K表示012等数即自然数N,得出,N为玻璃板交线至物体间的条纹总数 ,为避免差错,应先测出暗条纹条数n,再测出玻璃板交线至物体间的距离L,为计算简便与减小误差,我们做实验时取10根暗条纹,这10根暗条纹之间的间距为ΔL,。最终得到公式: =

其他:本次实验中的光源由低压钠灯产生,钠光波长λ=589.3nm

 

3、数据测量

本次实验主要用到的仪器有劈尖、读数显微镜、低压钠灯和游标卡尺。

 

3.1 测量数据

物品

ΔL

L(mm)

e(mm)

头发1

ΔL=2.2mm

ΔL=2.3mm

38.45

2.61×10-3

ΔL=2.5mm

ΔL=2.3mm

头发2

ΔL=2.7mm

ΔL=2.6mm

14.50

1.11×10-3

ΔL=2.8mm

ΔL=2.4mm

头发3

ΔL=1.4mm

ΔL=1.3mm

25.05

9.60×104

ΔL=1.2mm

ΔL=1.2mm

物品

ΔL

L(mm)

e(mm)

渔线

ΔL=0.5mm

ΔL=0.5mm

20.16

2.97×104

ΔL=0.7mm

ΔL=0.4mm

纸片

ΔL=0.9mm

ΔL=0.9mm

37.00

9.81×104

ΔL=0.8mm

ΔL=0.9mm

棉线

ΔL=1.0mm

ΔL=1.0mm

34.33

1.01×103

ΔL=0.9mm

ΔL=1.1mm

丝带

ΔL=2.7mm

ΔL=2.6mm

14.50

1.11×103

ΔL=2.8mm

ΔL=2.4mm

 

 

 

 

物品

ΔL

L(mm)

e(mm)

漆包线1

ΔL=1.1mm

ΔL=1.0mm

35.15

1.04×103

ΔL=1.0mm

ΔL=0.9mm

漆包线2

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