满分大物实验迈克尔逊数据处理.doc

实验实验 1.氦氖激光的波长测定数据氦氖激光的波长测定数据条纹数条纹数 n50100150200250300平均值平均值Δd/mm0.015040.021760.019270.020530.016560.01827 0.01857λ/nmλ/nm602870771821662731 743利用 origin 进行回归分析，最小二乘法拟合曲线 （数学软件 origin 直线拟合原理即为最小 二乘法）计算公式：计算公式：Δd= Nλλ λ=2λ=21 2Δ𝑑 𝑁算出其截距算出其截距 52.48909mm 斜率斜率-0.000378807mm 则则 He-Ne 波长为波长为 757.61nm 截距的标准差截距的标准差= 0.00115 斜率的标准差斜率的标准差=0.00637763 单位（单位（mm））𝑠𝑥𝑠𝑥自由度为自由度为 5 拟合度拟合度(Adjust R-square)=0.9983 已知仪器误差已知仪器误差=100n =0.002276645 =1.05Δ仪𝑚𝑠𝑑𝑡𝑛不确定度计算公式如下：不确定度计算公式如下：=0.002392568 mm =0𝑈𝑑=(𝑡𝑛）2𝑠2 𝑑+Δ2 仪𝑈𝑁= = 0.128828949𝑈λλ(𝑑𝑙𝑛λ 𝑑Δ𝑑)2（𝑈𝑑）2+ (𝑑𝑙𝑛λ 𝑑𝑁)2（𝑈𝑁）2𝑈λ= 97.52351442λ=（757.6））nm± 97.5实验实验 2 钠黄光波长测定数据钠黄光波长测定数据条纹数条纹数 n255075100125 平均平均Δd/mm0.007890.007880.006760.270360.00734 0.00746λ/nmλ/nm631.2630.4540.824628.8（舍去）587.2 597.4计算公式：计算公式：Δd= Nλλ λ=2λ=21 2Δ𝑑 𝑁通过对 matlab 绘图程序，对实验测得的六个点进行最小二乘法数据分析：经过分析，发现有一组数据发生明显错误，故舍去该组数据进行分析。

经过分析，发现有一组数据发生明显错误，故舍去该组数据进行分析算出其截距算出其截距 53.54667mm 斜率斜率-0.00030188mm 则则 He-Ne 波长为波长为603.8nm截距的标准差截距的标准差= 0.000365 斜率的标准差斜率的标准差= 0.0000078059 单位（单位（mm））𝑠𝑥𝑠𝑥自由度为自由度为 2 拟合度拟合度(Adjust R-square)=0.998已知仪器误差已知仪器误差=100n = 0.000530346 =1.59Δ仪𝑚𝑠𝑑𝑡𝑛不确定度计算公式如下：不确定度计算公式如下：= 0.000849159mm =0𝑈𝑑=(𝑡𝑛）2𝑠2 𝑑+Δ2 仪𝑈𝑁= = 0.113713902𝑈λλ(𝑑𝑙𝑛λ 𝑑Δ𝑑)2（𝑈𝑑）2+ (𝑑𝑙𝑛λ 𝑑𝑁)2（𝑈𝑁）2nm𝑈λ= 68.66045377λ=（603.8））nm± 68.7【【实验讨论实验讨论】】：： 实验过程虽然比较简单，但是波长的测量等级达到实验过程虽然比较简单，但是波长的测量等级达到了纳米级，仪器的误差达到了了纳米级，仪器的误差达到了 100nm，在测量过程中目测条纹变化，在测量过程中目测条纹变化数目有一定的观测误差，特别是在第二个实验中通过一块反射镜来数目有一定的观测误差，特别是在第二个实验中通过一块反射镜来观测条纹会产生较大误差，对记录人员也有一定的伤害，可以采用观测条纹会产生较大误差，对记录人员也有一定的伤害，可以采用一块放大镜，方便读数。

因为产生的干涉条纹是等倾条纹（同心圆）一块放大镜，方便读数因为产生的干涉条纹是等倾条纹（同心圆） ，，如果补偿板与分光板不严格平行；补偿板与分光板厚度不同都会导如果补偿板与分光板不严格平行；补偿板与分光板厚度不同都会导致呈椭圆状使测量结果正确，必须避免引入空程误差，也就是说，致呈椭圆状使测量结果正确，必须避免引入空程误差，也就是说，在调整好零点以后，应将微动轮按原方向转几圈，直到干涉条纹开在调整好零点以后，应将微动轮按原方向转几圈，直到干涉条纹开始移动以后，才可开始读数测量始移动以后，才可开始读数测量实验结论实验结论】】：通过测量波长，学会掌握了迈克尔孙干涉仪的基本：通过测量波长，学会掌握了迈克尔孙干涉仪的基本用法，了解了等倾条纹的形成特点，伴随光程差的变化，干涉条纹用法，了解了等倾条纹的形成特点，伴随光程差的变化，干涉条纹不停的不停的““吞吐吞吐””条纹，使用了公式条纹，使用了公式Δd= Nλλ，，测量出测量出 HeHe-NeNe 激光波长激光波长1 2与钠黄灯波长实验数据最后发现了有一定的误差，而且实验次数与钠黄灯波长实验数据最后发现了有一定的误差，而且实验次数过少，误差也比较大，距离理想值有一定的差距，如果要增加精度过少，误差也比较大，距离理想值有一定的差距，如果要增加精度应该再多次实验，可以改进方法，用测定双线波长差的方法计算波应该再多次实验，可以改进方法，用测定双线波长差的方法计算波长。