程铭辉 王 曾 张艳丽* 王心妍 陈 涛 廖俊均

（桂林电子科技大学 材料科学与工程学院，广西 桂林 541004）

大学物理实验中微细线径的测量是学生必须掌握的重点、难点，不同仪器有不同的测量方法，所用到的原理、知识不尽相同[1]。为了创新学生实验思维，利用实验室仪器：分光计、迈克尔逊干涉仪、CCD 测径仪，对2.5mm、2mm、1.5mm、1mm 四种细丝进行直径测量综合实验，然后对测量得到的数据进行误差分析和不确定度的计算，以期从实验理论、实验方法、实验结果、实验误差四个方面对三种微细线径的测量方法进行比较。

1 实验

1.1 分光计

在分光计测量微细线径实验中，利用3D 打印技术打印基座固定细丝（如图1），通过分光计的自准光路测量偏转角度，在三棱镜边BC、FG 和细丝前端CG 构成的三角形中利用三角函数计算细丝的直径[2]。

图1 分光计测量基座

图2

图3

为了减少人工造成误差，固定细丝前端距三棱镜B 点的距离。细丝利用3D 打印基座（图1）固定在游标卡尺上，游标卡尺、基座、原分光计载物台组成本次实验的新载物台。

1.2 迈克尔逊干涉仪

用迈克尔逊干涉仪测量细丝直径精度较高，其读数可以估读至10-5mm[3]。用迈克尔逊干涉仪测量细丝的直径时，利用迈克尔逊干涉仪自身蜗轮蜗杆传动系统，基于光学放大法，通过观察读数显微镜中细丝的放大像，利用载物台的位移来测量微细线径[4]。

测量前，将细丝固定在迈克尔逊干涉仪的托板上，并对整套仪器调平。第一步，转动读数显微镜的调焦旋钮，当读数显微镜中观察到细丝清晰的像，转动手轮将读数显微镜刻度线与细丝的上边重合，读出读数X1，调零后转动将读数显微镜刻度线与细丝的下边重合，读出读数X2(如图4)。……