Лабораторная работа. Перед вами - чертежи и описание "оптического микрометра"

М а л ы е р а с с т о я н и я

Перед вами - чертежи и описание "оптического микрометра". Изготовьте его и подумайте, кому и зачем он может пригодиться?

Вы можете измерить толщину куска картона с помощью линейки. Однако для меньших толщин линейка уже не годится, так как измерения будут неточными. Если с помощью линейки измерять толщину волоса, то можно сказать только, что волос очень тонкий, что было известно и до измерения. Очень малые расстояния мы можем измерять с помощью оптического микрометра, расширяющего наши возможности измерять такие расстояния.

Для того чтобы убедиться в чувствительности этого прибора, установите микрометр таким образом, чтобы вы могли видеть изображение булавки в зеркале. Теперь добейтесь совпадения нити и изображения булавки в зеркале и отсчитайте положение нити на шкале. Поместите небольшой кусочек бумаги между зеркалом и стеклянной пластинкой и вновь определите направление, по которому нить совпадает с изображением булавки.

Каким образом сопоставить расстояние между двумя отметками по шкале с толщиной бумаги?

Оптический микрометр может быть проградуирован расчетным путем, однако это довольно сложно. Значительно проще проградуировать микрометр опытным путем. Для этого нужно использовать тонкие объекты известной толщины, такие, например, как проволока определенного диаметра, которую можно поместить между зеркалом и стеклянной пластинкой.

Вы можете также проградуировать микрометр с помощью объектов, толщина которых может быть вычислена. Например, с помощью линейки можно измерить толщину блокнота, затем сосчитать число листов в этом блокноте и вычислить толщину одного отдельного листа. После этого для градуировки микрометра вставляйте один за другим листы блокнота и отмечайте положение линии зрения на шкале. Повторите шаг за шагом все измерение, чтобы выяснить, попадают ли отметки на прежние места, что даст возможность составить представление о точности градуировки. Используйте ваш микрометр для того, чтобы определить толщину волоса, кусочка алюминиевой фольги или целлофана.

· Сожмите вместе два лезвия от безопасной бритвы и сделайте ими два разреза на кусочке бумаги. Каким образом вы могли бы использовать оптический микрометр для измерения расстояния между этими разрезами?

· Какое допущение вы сделали?

Когда Левша вдоволь натешился с новыми "инструментами", он снова загрустил: "Ну, снял я мерку с лезвия ножа и с игольного ушка, а дальше - кишка тонка. Не мастер я, видать, а подмастерье".

Кроткая девица Алиса увидела, что Левша малость не в себе, да и говорит:

- Посмотрите, милорд, на эту трубу. Труба не простая, а со стеклышком, и видно через нее всякую малость.

Левша даже подскочил от возмущения:

- Да это мелкоскоп - я его видал, когда у аглицкого мастера гостил. Видеть через него блох можно, а вот мерку-то как снять? Чтоб мерку снимать, надо метки поставить, а каждая метка пошире блохи будет.

А кроткая девица Алиса из Страны Чудес ему и говорит:

- А вы, милорд, нацарапайте метки прямо на стекле, через которое на живность глядите. Есть у меня алмазное острие - тоньше него, может, на свете нет - вот и сделаете дело.

Тут Левша вконец возмутился:

- Да как мне разглядеть твое хваленое острие, если оно тоньше блошиной ножки будет?

- А вы, милорд, через мелкоскоп на острие смотрите, и через него глядя, ставьте метки на его же стекле. Вот и сможете с блошиной ножки мерку снять. Правда, есть у меня в Англии знакомый джентльмен, так он говорит, что имеется живность и помельче. Но когда дойдет до дела, мы вами, милорд, еще чего-нибудь придумаем.

· Познакомьтесь с устройством и работой измерительного микроскопа.

· Можете ли вы определить толщину волоса с помощью первой линейки (а)?

· Сколько, по-вашему, таких волосков и поместится между двумя ближайшими делениями?

· Можно ли это сделать с помощью другой линейки (б)?

Если вы сможете определить: толщину проволоки (от толстой до самой тонкой), толщину листа бумаги; толщину волоса, толщину паутины, толщину пленки воздушного шарика (надутого и лопнувшего), мыльного пузыря -и соберете результаты в таблицу, - вы сделаете несколько шагов по "лестнице малых расстояний" в новый и непривычный мир.