如何用光学方法(例如光的衍射、干涉等)测量人类的头发?

如何用光学方法(例如光的衍射、干涉等)测量人类的头发?,第1张

基本原理就是干涉,最基础的模型就是两块平整的玻璃中间夹一根头发丝,这样两块玻璃就不能贴紧,而是中间夹了一层空气层,等光程的入射光经过这层空气然后再反射回来就会有一个光程差,产生干涉条纹,每两个亮纹之间对应了一个波长的光程差,根据条纹个数和入射光波长可以计算出头发直径。然后还有像法珀干涉仪之类的改进,不太记得具体怎么回事了另:自己在家做不了这个实验。玻璃不够平。

1 需要一个激光笔(发红色激光那种,玩具级的,有些地方俗称"红外线"),放大镜,纸张,头发,刀片。

双缝实验的话比较难做,因为比较难划出相距 05mm 或更小的双缝 但是可以用一根头发来代替缝。用放大镜聚焦激光,在焦点附近放一根头发,就能在后面的屏看到干涉条纹了,通过条纹可以推算出头发的直径。除了头发,还可以用导线等等一切细的东西,其实纸也是可以试试的,只是我做的不是很成功,条纹很暗淡。另外不一定是要缝,只要是材料的边缘,就可以有干涉衍射现象,用放大镜聚焦的激光射向这些东西就可以看到了。做这些实验就是要自己试、玩嘛。

2 电子难度就高了,首先你需要能产生高压的东西,比如废旧的电视(要能用的,显像管式(CRT)的),里面有发生高压的电路(一般有1万伏以上),这应该是最为容易获得高压的方法了,其他的方法至少需要一个高压线圈(比如机动车的点火线圈)之类的;用起电机大概也是可以的,但我没见过卖的。有了高压源后你需要发射电子的装置,一般是个真空的玻璃管话说刚才那个电视的显像管就是一个,其次就是用一些烧掉的白炽灯,需要注意的是有些白炽灯内部并不是真空的(特别是低压的小灯泡),这个一加高压看看就知道了,电子本身是看不见的,但是电子撞上里面的填充其他分子就可能发出辉光,从而被看到,否则可能根本看不到,或者只是在玻璃上有非常暗淡的绿光。电子本身没什么好看的,好看的是它引起的辉光所以可以考虑近距离看看霓虹灯。发射电子还有一种手段就是用高温,日光灯就是这样,有个灯丝发热,然后加上数百伏特就能发射大量电子了。

关于辐射的问题,完全不用担心,这跟看电视受的辐射式同一级别的,不过据说显像管的后部,辐射是比前部大许多的,但是你做实验这么几个小时,也不用担心。需要特别注意的倒是不要被电到了。

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