实验改进措施

5.1误差的来源分析及讨论 误差包括人为和系统等,人为误差包括读数,操作等误差,而系统误差则是实验仪器本身所存在的误差,具体的包括1,试验中空程没有完全消除;2,实验对条纹的开始计数点和计数结束点的判断存在误差;3,实验读数存在随机误差;4,实验仪器受环

5.1误差的来源分析及讨论

       误差包括人为和系统等,人为误差包括读数,操作等误差,而系统误差则是实验仪器本身所存在的误差,具体的包括1,试验中空程没有完全消除;2,实验对条纹的开始计数点和计数结束点的判断存在误差;3,实验读数存在随机误差;4,实验仪器受环境中的振动等因素的干扰产生误差等.
      从以上数据及其分析中可以得到,误差的主要来源有人为和系统两方面,要是实验更加准确应从这两个方面进行改革和创新,人为误差可以避免,但是系统误差不可以,下面就从几方面来对系统误差进行改革和创新.
 

5.2,实验过程中改进

        迈克尔孙干涉仪是一种典型干涉仪器,其调节有一定的难度.在教学实验过程中,我们探索出一套操作简单,易于成功的调节方法.
       一般实验教材的调节方法是:(1)调节座底螺旋,使仪器水平,让激光光束大致垂直于固定镜M2,调节粗调螺旋,是M1与M2到G1的距离大致相等,(2)调节M1和M2相互垂直,使光源与分光板G1之间放置一小孔光阑P,使光束通过小孔射到G1上,这时可以看到光阑上有两排亮点,调节M1背后的螺钉,使由M1反射的光束与小孔重合;用同样的方法调节M2,这时M1与M2大致垂直了,移去光阑P放上扩束镜L1这时在观察屏上应观察到干涉园条纹.调节M2底座上的两个精确微调螺旋,眼睛上,下,左,右移动时,圆的大小不变,但位置随眼睛而移动,这时M1与M2就互相垂直了.
       由上分析可知迈克尔孙干涉产生干涉条纹的关键就是适当调节激光光束使之垂直于M2,切使M1,M2垂直.上述方法是分别调节M1,M2使它们反射的光点与发点重合,这当然可保证光束垂直于M2,且M1与M2垂直.
       我们改进后的方法:(1)放松M1,M2背后的螺钉,移动M1,使M1和M2与分光板的距离大致相等;(2)在光源和分光板G1之间放置一小孔光阑P,使激光管束通过小孔射到G1上,调节底座螺旋和底座位置,使光阑上有两排光点,并且这两排光点在发射光点附近(但不一定要求重合);(3)来回调节M1,M2背后的螺钉,使M1,M2反射到观察屏上的的两排光点中的最亮的两点重合;(4)移去光阑P,放上一扩束镜L1,则在屏幕上可观察到干涉条纹,有时候观察到的是等厚干涉条纹,这时微调背后螺旋可得到等倾干涉圆环.
       可以看到,第(1)步是使M1,M2的调节范围变大,便于调节M1,M2的倾角.使M1和M2与分光板的距离大致相等是为了保证d不过大,以便于观察干涉条纹.(2)调节使光束与M2大致垂直.(3)则是M1,M2垂直,这样可以很快,很方便的调出等倾或者等候干涉条纹,比原来的调节方法缩短了一半时间,而且成功率几乎可达100%.[2]
 

5.3 实验仪器方面进行改进

       使用CCD二维图像传感器进行改革
       二维CCD图像传感器代替传统的望远镜接收系统,克服视窗小及人眼分辨率的限制,并将干涉图样直接由监视器显示,由计算机处理图样,拓宽了观察视窗,便于观察,准确测量.并且家还是那个电脑,采用视霸卡作为模数转换装置,进行图样的动态处理.
观察干涉图像
       CCD图像传感器与观察望远镜组合,形成图像接收装置和箱式图像.将它与望远镜相连,把迈克尔孙的干涉图像在监视器的荧光屏上显示,由于CCD传感器的图像接收装置固定,采集的图像信号稳定,提高了测量的精度.同时由于观察视野宽广,避免长时间的目视视察造成眼睛疲劳.
计算机处理图像
       CCD图像传感器的一个重要特点就是易于和计算机相连,通过模数转换图像处理卡,将CCD输出信号数字化处理,输入计算机,由计算机存储图像和处理图像,这时可以连续观察图像,进行图像的动态处理.并且将CCD用于等倾干涉测量未知波长时,经计算机处理得到的图像,通过显示器的灰度调节功能,可以得到高对比度的相关条纹.
 实验改进措施

结论

将微机等现代设备引入实验教学中来,具有广泛的应用前景.具有以下优点:(1)利用现有的设备改进和提高常用仪器的性能,提高实验设备的利用率和增加准确率;(2)实现现代科技和基础实验的有机结合开拓了新技术应用的能力;(3)增添了学习兴趣,更加有利于学生试验和提高实验的效率.
从实验的过程和仪器中可以看到实验还有待进一步的提高,只有不断进行更新和新技术的投入才可以让实验进一步的准确和完善,这样才可能缩小实验的误差,使实验跟接近于理论让学生进一步的理解和实践理论.

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