【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。圖 6 Excel數(shù)據(jù)處理樣表 VB程序設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)自動(dòng)處理軟件Visual Basic,簡(jiǎn)稱VB，是Microsoft公司推出的一種Windows應(yīng)用程序開發(fā)工具,是一款可視化開發(fā)工具套件Visual Studio ，具有強(qiáng)大功能的可視化程序設(shè)計(jì)開發(fā)工具，是當(dāng)今世界上使用最廣泛的編程語(yǔ)言之一，也被公認(rèn)為是編程效率最高的一種編程方法。無(wú)論是開發(fā)功能強(qiáng)大、性能可靠的商務(wù)軟件，還是編寫能處理實(shí)際問(wèn)題的實(shí)用小程序，VB都是最快速、最簡(jiǎn)便的處理工具。從設(shè)計(jì)新型的用戶界面到利用其它應(yīng)用程序的對(duì)象；從處理文字圖像到使用數(shù)據(jù)庫(kù)；從開發(fā)個(gè)人或小組使用的小工具，到大型企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，甚至通過(guò) Internet 的遍及全球分布式應(yīng)用程序，都可在 Visual Basic 提供的工具中各取所需。 “VB程序設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)自動(dòng)處理軟件”就是本人利用Visual Basic ，其操作界面如圖7。圖 7 數(shù)據(jù)自動(dòng)處理程序界面本數(shù)據(jù)自動(dòng)處理系統(tǒng)就是利用VB工具開發(fā)而成，從制作界面到編寫代碼直至調(diào)試成功歷時(shí)近一個(gè)月，實(shí)驗(yàn)者只要把相關(guān)的需要測(cè)量的數(shù)據(jù)信息填入到本軟件中，即可得到數(shù)據(jù)結(jié)果并顯示在窗口中，可方便快捷地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，省去了實(shí)驗(yàn)者的繁瑣的計(jì)算問(wèn)題，節(jié)約了大量的時(shí)間，提高了實(shí)驗(yàn)的效率，而且此操作平臺(tái)還有界面友好、運(yùn)行穩(wěn)定、計(jì)算準(zhǔn)確等諸多優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)把開發(fā)研制本程序的應(yīng)用軟件“”操作界面如圖8。圖 8 “”操作界面部分VB程序見(jiàn)附錄中。經(jīng)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)儀器裝置連接簡(jiǎn)圖如圖9：圖9電磁鐵 筆型汞燈 會(huì)聚透鏡 法布里－珀羅（FP）標(biāo)準(zhǔn)具 偏振片 濾光片 讀數(shù)測(cè)量望遠(yuǎn)鏡 電磁鐵電源 供電箱（輸出穩(wěn)定直流0~5A，滿足筆型汞燈啟動(dòng)的工作電壓） 固定滑座 1可調(diào)滑座 160176。三角導(dǎo)軌（長(zhǎng)1000mm） 1數(shù)碼攝像頭CCD 1電腦 1數(shù)字式特斯拉計(jì)圖10按照?qǐng)D9或圖10調(diào)整好光路,使能觀察到清晰的等傾干涉圓環(huán). FP標(biāo)準(zhǔn)具調(diào)整：根據(jù)，對(duì)于某一波長(zhǎng)同一干涉級(jí)K,如果在某一方向上標(biāo)準(zhǔn)具的間距d大，則這個(gè)方向上干涉環(huán)直徑也大。故可以直接觀察標(biāo)準(zhǔn)具的干涉環(huán)進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)眼睛向某一個(gè)調(diào)整螺絲方向移動(dòng)時(shí)，若花紋從中間冒出或向外擴(kuò)大，說(shuō)明此方向上的標(biāo)準(zhǔn)具兩玻璃板間隔大，應(yīng)該將此方向上的螺絲旋緊或放松其他兩個(gè)螺絲，直至眼睛向各個(gè)方向移動(dòng)時(shí)，干涉環(huán)的大小不變?yōu)橹?，此時(shí)FP標(biāo)準(zhǔn)具的兩玻璃板嚴(yán)格平行。通過(guò)調(diào)整會(huì)聚透鏡的位置，可使圓環(huán)亮度調(diào)整到適當(dāng)程度。將數(shù)碼攝像頭CCD與電腦主機(jī)上的圖像采集卡連接好，接通筆形汞燈和電腦電源，運(yùn)行攝像頭附帶軟件, 進(jìn)入圖像顯示和采集界面，通過(guò)調(diào)節(jié)攝像頭的高低、方向及F P 標(biāo)準(zhǔn)具的方位及會(huì)聚透鏡的位置,使塞曼分裂圖像清晰、細(xì)銳、完整地顯示在電腦顯示器上，在未加磁場(chǎng)的情況下， 將其干涉圓環(huán)圖像以bmp或jpg 格式取名保存。打開電磁鐵供電電源,將電流逐漸增大,增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,觀察條紋分裂情況,再將塞曼分裂后的干涉圓環(huán)圖像以bmp 或jpg格式取名保存, .運(yùn)行Adobe Photoshop6. 0 程序, 打開已保存的干涉圓環(huán)圖像 , 如圖11 所示. 選擇“窗口”菜單下的“顯示信息”命令,打開信息窗口,如圖12 所示圖 11 Adobe Photoshop CS操作界面圖 12“顯示信息”命令窗口利用信息窗口來(lái)確定測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù),具體方法如下:移動(dòng)鼠標(biāo)器,將“十”字形指針盡量移至圓環(huán)的圓心上(若不在圓心上,以后測(cè)得的不是圓環(huán)的直徑而是弦,根據(jù)ΔD2的不變性, 可以證明, 只要各測(cè)量點(diǎn)在一條直線上,不論是測(cè)量弦長(zhǎng)還是測(cè)量直徑長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果都是一樣的) ,記下信息窗口中的縱坐標(biāo)y的值. 在以后的測(cè)量中保持y 值不變, 以保證各測(cè)量點(diǎn)在同一條直線上. 再將“十”字形指針移至待測(cè)圓環(huán)上, 根據(jù)信息窗口中的K 值確定測(cè)量點(diǎn)的位置,并記下信息窗口中的橫坐標(biāo)x 的值, 然后將“十”字形指針移至該待測(cè)圓環(huán)的另一側(cè)確定測(cè)量點(diǎn)的x 值,分別將各x 值輸入事先設(shè)計(jì)好的數(shù)據(jù)自動(dòng)處理系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理.利用同樣的方法測(cè)量B = 0 時(shí)和B ≠0 時(shí)的各待測(cè)圓環(huán)的x 值, 并輸入事先設(shè)計(jì)好的數(shù)據(jù)自動(dòng)處理系統(tǒng)內(nèi). 數(shù)據(jù)自動(dòng)處理系統(tǒng)將自動(dòng)處理數(shù)據(jù)并把處理結(jié)果顯示在電腦屏幕上。本實(shí)驗(yàn)也可應(yīng)用于傳統(tǒng)的塞曼效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀。若沒(méi)有圖片處理軟件Adobe Photoshop6. 0或不會(huì)應(yīng)用此軟件者，而且既想在傳統(tǒng)塞曼實(shí)驗(yàn)儀的基礎(chǔ)上獲得更精確的測(cè)量結(jié)果，又要減少傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的諸如在原始實(shí)驗(yàn)中, 用于觀測(cè)實(shí)驗(yàn)圖像的讀數(shù)測(cè)量望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)特別小, 只能由一人來(lái)觀察, 多人同組實(shí)驗(yàn)時(shí)只能是逐一的去觀察實(shí)驗(yàn)圖像,延長(zhǎng)了實(shí)驗(yàn)時(shí)間。教師在講解演示時(shí)也無(wú)法讓多人同時(shí)觀察,在教學(xué)中極為不便,不能滿足教學(xué)的實(shí)際需要。在數(shù)據(jù)采集時(shí),由于視場(chǎng)的限制,使環(huán)紋的位置不易測(cè)得很準(zhǔn)確,人為的視覺(jué)誤差較大等缺陷 ，可通過(guò)數(shù)碼攝像頭讀取讀數(shù)測(cè)量望遠(yuǎn)鏡的干涉圖像直接呈現(xiàn)在顯示器上，然后再通過(guò)調(diào)節(jié)讀數(shù)測(cè)量望遠(yuǎn)鏡的讀數(shù)鼓輪，同時(shí)觀察顯示器上提取出來(lái)的圖像中的十字叉絲在圖像上的滑動(dòng)而找到要測(cè)量的合適位置后，讀取鼓輪讀數(shù)即可確定各干涉級(jí)圓環(huán)的直徑。把所有要測(cè)量的相關(guān)數(shù)據(jù)填入本人自制的兩套數(shù)據(jù)自動(dòng)處理系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以大大提高實(shí)驗(yàn)效率和實(shí)驗(yàn)精確度。利用改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)儀器裝置進(jìn)行測(cè)量，得到不同磁場(chǎng)情況下干涉圓環(huán)的相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表3：（本數(shù)據(jù)是利用圖像處理軟件Photoshop提取的干涉圖像中的象素點(diǎn)的相對(duì)位置坐標(biāo)，故沒(méi)有單位）表 3 測(cè)量數(shù)據(jù)表格利用自己研制的專為本實(shí)驗(yàn)改進(jìn)用的兩套數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)處理，得其處理結(jié)果如下表4。表4 數(shù)據(jù)處理結(jié)果（d=,）由上述數(shù)據(jù)處理結(jié)果可以看出，實(shí)驗(yàn)所測(cè)量的電子荷質(zhì)比和理論標(biāo)準(zhǔn)值之間存在一定的誤差。分析其誤差的來(lái)源主要有：從荷質(zhì)比計(jì)算公式的推導(dǎo)可以看出，式（8）電子的荷質(zhì)比公式的推導(dǎo)過(guò)程中存在近似計(jì)算，這必然會(huì)導(dǎo)致最終結(jié)果計(jì)算的不準(zhǔn)確。F－P標(biāo)準(zhǔn)具內(nèi)表面兩塊平行平面玻璃板可能沒(méi)有調(diào)整至嚴(yán)格平行，從而導(dǎo)致干涉圓環(huán)本身自身有偏差或者條紋的不清晰；即便嚴(yán)格平行，其間距可能不一定嚴(yán)格等于2mm。外磁場(chǎng)的強(qiáng)度測(cè)量不夠準(zhǔn)確是產(chǎn)生誤差最大的原因，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)的數(shù)值變動(dòng)最大，實(shí)驗(yàn)者不易把握住磁場(chǎng)中心的確切值，而且在數(shù)據(jù)處理時(shí)磁場(chǎng)數(shù)值的微小變化可能導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的很大誤差。由荷質(zhì)比的計(jì)算公式（8）可以看出，干涉圓環(huán)直徑的測(cè)量對(duì)最后的計(jì)算結(jié)果影響也非常之大，是平方量級(jí)的，所以圓環(huán)直徑的微小偏差也將會(huì)引起測(cè)量結(jié)果很大的變化，故圖像中對(duì)各干涉圓環(huán)位置測(cè)量時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確或個(gè)圓環(huán)所選的各點(diǎn)不在同一條直線上等因素都是產(chǎn)生較大誤差的原因。儀器本身的因素，比如測(cè)微望遠(yuǎn)鏡精確度不高或電腦屏幕的分辨率小，CCD數(shù)碼攝像頭的像素不高等因素也會(huì)給數(shù)據(jù)的測(cè)量帶來(lái)一定的誤差。通過(guò)調(diào)查分析考證得到傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)處理結(jié)果和經(jīng)改進(jìn)后的數(shù)據(jù)處理結(jié)果比較的表格5：表 5三種實(shí)驗(yàn)方法數(shù)據(jù)處理結(jié)果統(tǒng)計(jì)表由此統(tǒng)計(jì)表可知，%%左右，%左右，故明顯看出：經(jīng)本實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的精確度大大提高了。結(jié)論通過(guò)對(duì)塞曼效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀器裝置及實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行此改進(jìn)后,實(shí)驗(yàn)效果較好, 并具有以下特點(diǎn)：此方法不受原有儀器廠家、型號(hào)的限制,可充分利用各院?，F(xiàn)有的儀器設(shè)備；所用攝像頭及軟件價(jià)格低,易從市場(chǎng)上購(gòu)買,每套設(shè)備可比各廠家生產(chǎn)的塞曼效應(yīng)智能分析系統(tǒng)節(jié)省數(shù)千元費(fèi)用；而且可通過(guò)某些專業(yè)圖像處理軟件如Photoshop等來(lái)提取干涉圖像的像素信息,再利用自己研制的兩套數(shù)據(jù)處理的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可顯著降低實(shí)驗(yàn)誤差，提高實(shí)驗(yàn)效率；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加豐富,既可測(cè)定電子比荷,又可測(cè)定有關(guān)原子能級(jí)的幾個(gè)量子數(shù)M、J 的值和g 因子的值；實(shí)驗(yàn)方法更加靈活，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求的不同，既可讓學(xué)生自己利用計(jì)算機(jī)知識(shí)編制不同的電子表格(如本實(shí)驗(yàn)改進(jìn)中用到的自己研制的Excel數(shù)據(jù)處理程序)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，也可讓學(xué)生自己利用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和處理程序(如本實(shí)驗(yàn)改進(jìn)中利用VB 程序自己研制的Zeeman數(shù)據(jù)自動(dòng)處理軟件)，以啟發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力。致謝從畢業(yè)論文的選題到畢業(yè)論文的完成，我的指導(dǎo)老師楊冰老師一直對(duì)我細(xì)心指導(dǎo)和幫助，在我剛剛踏入社會(huì)正在為尋找鐵飯碗的十字路口徘徊時(shí)，是楊老師給我指點(diǎn)了一條明路，給我提供建議傳授心得，真是讓我受益匪淺。在我的畢業(yè)論文完成之際，我要感謝楊冰老師對(duì)我的細(xì)心教育培養(yǎng)，在此期間楊老師還多次詢問(wèn)我的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓實(shí)驗(yàn)改進(jìn)思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。楊老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的工作精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時(shí)不長(zhǎng)，卻給以終生受益無(wú)窮之道。對(duì)楊老師的感激之情是無(wú)法用言語(yǔ)表達(dá)的。再次感謝楊老師對(duì)我的莫大的支持與幫助。在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我最誠(chéng)摯的謝意！參考文獻(xiàn)[1] 高鐵軍，朱俊孔．近代物理實(shí)驗(yàn)．山東：山東大學(xué)出版社，2000：1～279[2] 蔡秀峰，劉淑珍，2005，24（2）：49～51.[3] 褚圣麟. 原子物理學(xué)[M] . 北京: 高等教育出版社, 1979:184～191.[4] 楊福家. ：