光槓桿

光槓桿為光學反射的應用。在實驗技術中可以透過放大長度微小的變化來進行精密的量測。故應用於許多須精密量測的實驗與儀器中，如用於測量萬有引力重力常數、楊氏係數、線性膨脹係數，或者廣泛應用於原子力顯微鏡中，檢測探針的微小位移。然而，因為其為精密的光學測量，常伴隨標準量子極限。 ==
光槓桿最早由Johann Georg Poggendorff於1826年所描述，他認為若非有特殊用途，並不會將其發表。他將一面鏡子固定在指南針指針上，並將整個裝置安置在一個密閉空間內，這樣他就可以透過觀察鏡子反照遠處物體的影像以及經緯儀的輔助，來追蹤指南針指針方向的日變化。後來，卡爾·弗里德利希·高斯和威廉·愛德華·韋伯也採用這樣的裝置，他們用標尺取代遠處參考標記，並用光槓桿取代經緯儀，應用於大地測量，並沿用至今。1920年科學家們提出用儀器進行觀測，他們將兩個熱電堆背對背連接一個檢流計，光線一半落在其中一個熱電推上，另一半落在另一個熱電推上，如此一來，光線易產生偏折，落在兩熱電推上的光線便會不平均，因而產生電流使檢流計指針偏轉，這樣的偏轉會比原本光線偏轉角度大許多，使其較容易觀測。後來便有人將這個裝置與他們自己開發的檢流計一起使用，結果表明該檢流計計存在固有的微小不穩定性。他們認為原因可能是微震擾動，但實際上檢流計線圈的布朗運動所引起的。

光槓桿系統
以普通物理實驗常見之光槓桿系統為例，其包含三腳鏡台、直尺(米尺)、望遠鏡等，器材的選擇會因應實驗內容進行調整。

光槓桿實驗方法
利用光槓桿系統中望遠鏡讀取待測物(通常為金屬鋼絲)在掛上不同重量的砝碼後的刻度變化，經過計算後可以得到此待測物之楊氏係數：

當待測物受到外力進行伸縮，可以列出：}\mathsf{E=8}\mathsf{FLD/\pi}\mathsf{d^2b\vartriangle}\mathsf{X，其中E為楊氏係數，F為外力，L為待測物的長度，D為反射鏡與直尺的距離，d為待測物截面直徑，b為三腳鏡台的垂線距離。若改用雷射光及感測器進行測量，可以取得更為精確的測量值。
參考資料