满分大物实验迈克尔逊数据处理

实验1.氦氖激光的波长测定数据条纹数n50100150200250300平均值d/mm0.015040.021760.019270.020530.016560.01827 0.01857/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：d=12N =2dN算出其截距52.48909mm 斜率-0.000378807mm 则He-Ne波长为757.61nm截距的标准差sx= 0.00115 斜率的标准差sx=0.00637763 单位（mm）自由度为5 拟合度(Adjust R-square)=0.9983 已知仪器误差仪=100nm sd=0.002276645 tn=1.05不确定度计算公式如下：Ud=(tn）2sd2+仪2=0.002392568 mm UN=0U=(dln dd)2（Ud）2+(dln dN)2（UN）2 = 0.128828949U=97.52351442 =（757.697.5）nm实验2钠黄光波长测定数据条纹数n255075100125 平均d/mm0.007890.007880.006760.270360.00734 0.00746/nm631.2630.4540.824628.8（舍去）587.2 597.4计算公式：d=12N =2dN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。算出其截距53.54667mm 斜率-0.00030188mm 则He-Ne波长为603.8nm截距的标准差sx= 0.000365 斜率的标准差sx= 0.0000078059 单位（mm）自由度为2 拟合度(Adjust R-square)=0.998已知仪器误差仪=100nm sd= 0.000530346 tn=1.59不确定度计算公式如下：Ud=(tn）2sd2+仪2= 0.000849159mm UN=0U=(dln dd)2（Ud）2+(dln dN)2（UN）2 = 0.113713902U=68.66045377 nm=（603.868.7）nm【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，直到干涉条纹开始移动以后，才可开始读数测量。【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“吞吐”条纹，使用了公式d=12N，测量出He-Ne激光波长与钠黄灯波长。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。