显微镜法测量光栅常量

显微镜法测量光栅常量
显微镜法测量光栅常量

显微镜法测量光栅常量
1  测量原理
设被测物体长度为l , 经生物显微镜放大后成中间像长为l , 利用插入生物显微镜镜筒的测微目镜测量出l , 则l=l'/β0
式中β0 为测出的物镜放大倍数.由于测微目镜的前焦点位置比生物显微镜原配目前焦点的位置高许多, 因而光学间隔变大了, 从近
似公式β0 =Δ/ f0 ( f 0 为物镜焦距) 看出, 实际测出的 0 比所选物镜上注明的标称值要大 .所以应在实验中求出 0, 亦即定标测微目镜刻度.
用标准石英尺作物, 则已知长度l 0 ( 可为某两条刻线的距离) , 经放大后成中间像长l'0, 求出β0=l'0/l0
2  测量方法及实验结果
2. 1 实验仪器及用具
XSP- 16A 型生物显微镜, QCJ2 型测微目镜, 标准石英尺( 全长1mm, 共分100 格,每格长0. 01mm) , 透射光栅( 300 条/ mm)
2. 2 求β0
将测微目镜插入生物显微镜镜筒中, 物镜选用40× , 把标准石英尺放在载物台上夹住.按照生物显微镜操作规程在测微目镜视场中看到清晰的石英尺刻度, 由测微目镜的读数方法取得的数据, 如表1 所示.
取l 0= 0. 01mm, 则| m2 - m1| 是标准石英尺的相邻两刻线间距l 0 经物镜放大后的中间像长, 由公式得出β0=l'0/l0= 0.449/0.01= 44.9
需要特别说明的是, 在生物显微镜的调节过程中, 应该注意物镜的有效工作距离( 物镜标明40×时有效工作距离为0. 53mm) .本实验采用的标准石英尺的玻璃厚度为1. 52mm, 其刻度线若是刻在向上放置的玻璃正面上, 则可被观察到, 若是另一面向上放置, 即使物镜紧贴石英尺, 仍有1. 52mm 距离, 那么就不能被观察到.同样, 观察本实验所用透射光栅( 厚度为1. 98mm) 时也应注意这一点.
2. 3 测光栅常数d
把标准石英尺换成被测透射光栅, 调焦,则观察到大量相互平行等宽而等间距的刻痕, 其中刻痕被认为是不透光部分.读数取值如图1 所示, 测20 条刻痕间距, 读数时要注意取值位置, n1 是第一条刻痕( 竖长方形)左边的读数, n2 是第20 条刻痕( 竖长方形)左边的读数.那么, 由d= a+ b, n1 和n2 间有19 个光栅常数值, 即L= 19d= 19( a+ b) .所测数据如表2 所示
l=l'/β0=2. 927/44. 9= 0. 062( mm)
d=l/19=0. 062/19 = 3. 263*10^-6( m)

卡文1迪许是用扭秤测出的。扭秤的主要部分6是这样一s个mT字形轻而结实的框架，把这个vT形架倒挂在一s根石英丝下g。若在T形架的两端施加两个p大c小w相等、方3向相反4的力f，石英丝就会扭转一c个v角度。力m越大w，扭转的角度也x越大i。反2过来，如果测出T形架转过的角度，也a就可以6测出T形架两端所受力t的大i小l。现在在T形架的两端各固定一o个i小w球，再在每个y小c球的附近各放一e个l大v球...

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卡文1迪许是用扭秤测出的。扭秤的主要部分6是这样一s个mT字形轻而结实的框架，把这个vT形架倒挂在一s根石英丝下g。若在T形架的两端施加两个p大c小w相等、方3向相反4的力f，石英丝就会扭转一c个v角度。力m越大w，扭转的角度也x越大i。反2过来，如果测出T形架转过的角度，也a就可以6测出T形架两端所受力t的大i小l。现在在T形架的两端各固定一o个i小w球，再在每个y小c球的附近各放一e个l大v球，大q小k两个e球间的距离是可以1较容易测定的。根据万k有引5力n定律，大z球会对小e球产生引2力d，T形架会随之q扭转，只要测出其扭转的角度，就可以6测出引4力u的大e小y。当然由于l引8力b很小n，这个r扭转的角度会很小k。怎样才n能把这个m角度测出来呢？卡文4迪许在T形架上k装了q一r面小d镜子g，用一e束光射向镜子s，经镜子a反0射后的光射向远处的刻度尺7，当镜子v与qT形架一d起发生一f个d很小f的转动时，刻度尺5上n的光斑会发生较大q的移动。这样，就起到一u个x化4小b为6大w的效果，通过测定光斑的移动，测定了aT形架在放置大k球前后扭转的角度，从1而测定了n此时大o球对小u球的引7力z。卡文3迪许用此扭秤验证了t牛3顿万j有引3力j定律，并测定出引6力c常量G的数值。这个m数值与z近代用更加科学的方4法测定的数值是非常接近的。
2011-10-25 18:52:16

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aluz
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