【摘要】：設計了一種夾角能變化的劈尖干涉裝置,精確的測量了金屬絲的微小伸長量,從而計算出該金屬絲的楊氏模量.
【圖文】：

波長為λ的單色光垂直射向劈尖，由空氣薄膜的上下兩表面反射的兩束光相遇時，即可發(fā)生光的干涉，其光程差為δ=2ek(+λ/2)(ek為k級條紋所對應的空氣膜的厚度)，因空氣薄膜厚度相等之處光程差相等，因此產(chǎn)生明暗相間的干涉條紋是一組平行于兩玻璃板接觸處(即棱邊)的直條紋且間距是相等的．當δ=(2k+1)λ02(k=0，1，2，3，…)時為干涉暗條紋．于是，第k條紋所對應的空氣薄膜的厚度為ek=kλ/2+λ/4(3)則m干涉級之間(k到k+m紋中心所在位置)薄膜的厚度差(即高度差)ek+m－ek=mλ/2(4)如圖1所示的實驗裝置，當金屬絲在砝碼重力作用下發(fā)生微小伸長時，砝碼盤下端即上玻璃板距下玻璃板的垂直距離由h1變?yōu)閔2，由幾何關系可知，金屬絲的伸長量圖1實驗原理圖DOI:10.16854/j.cnki.1000-0712.2016.0061

第4期許巧平:劈尖干涉法測金屬絲楊氏模量31Δl=h1－h(huán)2=L(tanα－tanβ)(5)L為劈尖尖端至金屬絲所在直線的距離，又因為劈尖夾角a、β都很小，接近0°，所以tanα≈sinα=mλ/2x1;tanβ≈sinβ=mλ/2x2(6)式中x1、x2分別為初末狀態(tài)下第k級暗條紋到第k+m級暗條紋間距．由式(1)—式(6)可得E=4Fl0πd2Δl=8Fl0πd2mλL1x1－1x()2(7)2實驗裝置2．1實驗器材實驗裝置如圖2所示，兩塊規(guī)格相同光學平面玻璃(24cm×9cm×0．1cm)、楊氏模量實驗儀(包括砝碼等)、待測金屬絲、鈉光燈，JCD－3移測顯微鏡、膠水(A、B金剛膠)．圖2實驗裝置實物圖2．2裝置的制備1)整個實驗裝置的制備是實驗的關鍵．取備好的光學平面玻璃(分上下兩片)，將上片的一端與下片的一端對齊;將楊氏模量儀的砝碼盤從楊氏模量儀的金屬桿上旋下，擠出適量黏膠涂在砝碼盤中心螺孔的周圍，靜止5秒鐘，將上玻璃板另一端(在寬度中點位置)與砝碼盤涂有黏膠的一面壓緊2分鐘，，兩者即可固定．此時若砝碼盤在豎直方向上發(fā)生微小位移，則兩玻璃片之間形成一角度可以變化的劈形空氣薄膜;這樣一個簡易的活動劈尖就做好了．2)取長約1000mm的待測金屬絲，將其一端依次穿過兩個測量夾(帶小孔的小圓柱)的小孔，然后再穿入固定在支架上端的上夾頭夾孔中(裝置圖未照出)，用上夾頭夾持緊固．再將金屬絲的下端穿入下夾頭夾孔中，用下夾頭夾持緊固．放置砝碼的托盤與金屬桿之間及下端夾持小圓柱與金屬桿之間用螺環(huán)鏈接，砝碼裝在托盤中．確定待測金屬絲檢測段的距離，按所測距離調整兩個測量夾至測量點．3實驗步驟及數(shù)據(jù)測量1)用螺旋測微器(精度為0．01mm)測金屬絲直徑(不同位置分別測量)5次，取平均值;用米尺(最

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