电子信息工程学院 高海强12021202 张秋锋12021204
四、数据处理
1.用钠光作标准谱线校准光栅常数d
-1级 ?11 45°45′ -1级? 1+1级?2 25°26′ +1级? 2?1i 225°48′ 205°26′ 10°10′15″ 2 91°39′ 271°43′ 71°18′ 251°20′ 10°11′ 3 145°18′ 325°20′ 124°57′ 304°57′ 10°11′ -2级 ?11 56°17′ -2级? 1+2级?2 14°43′ +2级? 2?2i 236°18′ 194°15′ 20°54′15″ 2 102°11′ 282°15′ 60°47′ 240°46′ 20°43′15″ 3 155°53′ 335°53′ 114°25′ 294°26′ 20°43′45″ 已知钠黄光波长为589.3?10?9m
对于第一级条纹：?1??(?11??12??13)?10°10′45″ 由光栅方程dsin??k?(k?1)得d1??sin?1?3.335?10m
?615不确定度ua(?1)??(?1i??1)3?22?5=0.00417°=7.272?10rad
ub(?1)??仪1?-5??8.397?10rad 323所以u(?1)?ua(?1)?ub(?1)?1.111?10rad
22?411
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所以u(d1)??d1()?cos?1()=()u??u?2.0632?10m??1(sin?1)2?92121对
于第二级条纹：
1??25?(?21??22??23)?20°47′05″ 2??6??d2sin?23.321?10m
ua(?2)?ub(?2)?u(?2)??(?2i??2)3?22?3=0.0598°=1.0432?10rad
?仪1?-5??8.397?10rad 323ua(?2)?ub(?2)?1.0466?10rad
22?3u(d2)??d2(()u???222)??2cos?2u(?(sin?2)22)=9.158?10m
?9利用加权平均求d的最佳值：
d?(d1u2(d1)?d2u2(d2))/(1u2(d1)?1u(d2)2)?3.33514?10m
?6u(d)?11u2(d1)?1?2.013?10m
?9u2(d2)?6光栅常数的最终表达式为d?u(d)?(3.335?0.002)?10m。
12
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2.计算氢原子的里德伯常数 （1）紫光
-1级?1 -1级? 1+1级?2 +1级? 2? 1?（[-）?（?-?）]i124?1?21 142°39′ 322°43′ 12738′ °307°42′ 7°30′30″ 2 78°56′ 258°56′ 63°54′ 243°59′ 7°29′45″ 3 1322°11′ 202°16′ 7°20′ 187°24′ 7°25′45″ ???(?1??2??3)?7?28?40?
由dsin???得?1?434.0224nm
RH1?17-1?1.09716?10m 11（?12-2）25下面计算不确定度：
u(?)?a?(?i??)3?22=0.0246°=4.2886?10-4rad
ub(?)??仪1?-5??8.397?10rad 323所以u(?)?u(?1)?ua(?)?ub(?)?6.065?10rad
222?4sin(12??u(d)?(dcos?)?u(?)?2.0225?10m 1122222?9u(RH1)?25?)?1?u(?1)?5.11?104m7?1
所以RH1?u(RH1)?(1.097?0.005)?1013
m?1。
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（2）蓝光
-1级?1 -1级? 1+1级?2 +1级? 2? 1?（[-）?（?-?）]i124?1?21 143°24′ 323°28′ 126°43′ 306°48′ 8°20′15″ 2 79°45′ 259°47′ 62°55′ 243°00′ 8°24′15″ 3 1323°12′ 203°14′ 6°28′ 186°31′ 8°21′15″ ???(?1??2??3)?8?22?05?
由dsin???得?2?485.3473nm
RH2??1.09887?101-2）2?（2117m-1
24下面计算不确定度：
u(?)?a?(?i??)3?22=0.0194°=3.3937?10-4rad
ub(?)??仪1?-5??8.397?10rad 323所以u(?)?u(?2)?ua(?)?ub(?)?3.496?10rad
222?4sin(12??u(d)?(dcos?)?u(?)?1.19?10m 1122222?9u(RH2)?24?)?2?u(?2)?2.69?104m7?1
所以RH2?u(RH2)?(1.099?0.003)?10
14
m?1
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（3）红光
-1级?1 -1级? 1+1级?2 +1级? 2? 1?（[-）?（?-?）]i124?1?21 146°29′ 326°32′ 123°45′ 303°51′ 11°21′15″ 2 82°40′ 262°47′ 59°59′ 240°03′ 11°21′15″ 3 25°54′ 205°57′ 3°26′ 183°27′ 11°14′30″
???(?1??2??3)?11?19?
dsin???得
13?3?654.4317nm
7RH3??1.100191?101-2）2?（311m-1
23下面计算不确定度：
ua(?)?ub(?)??(?i??)3?22=0.03423°=5.9747?10-4rad
?仪1?-5??8.397?10rad 323所以u(?)?u(?3)?ua(?)?ub(?)?6.0334?10rad
222?4sin(12??u(d)?(dcos?)?u(?)?2.011?10m 1122222?9u(RH3)?23?)?3?u(?3)?3.38?104m
?1
RH3?u(RH3)?(1.100?0.003)?10
7m15
?1