《大学物理实验》绪论讲义新版.ppt

大学物理实验 绪 论 课 主 要 内 容 一、课程特点及要求； 二、测量和测量误差； 三、测量结果的误差估算； 四、有效数字及其运算规则； 五、数据处理方法。 一、课程特点及要求 1、课程介绍： 大学物理实验是高等学校学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课，是学生进入大学后，系统的学习实验方法和实验技能的开端。同时，在培养学生的良好素质及科学世界观方面也起着潜移默化的作用。 2、物理实验课的目的： 3、教学环节： A、课前预习，写预习报告：报告内容包括实验名称、实验目的、实验仪器、简要实验原理和实验记录表格。（做实验时要带上预习报告，如无，不能做实验） B、实验过程： 4、考核要求： 本学期的总成绩由每次实验的成绩平均得出；如果有考试,则由实验的平均成绩和考试成绩加权平均得出.不设补考，成绩不合格者直接重修。 每次实验的成绩主要由三部分组成:预习报告、实验过程、数据处理。 绪论课作业：第一章的练习题（P28-29）2、4、5、6、7，共5题做在实验报告纸上。绪论课的作业交给第一次实验的指导老师。绪论课作业成绩算一次实验成绩计入总成绩。 5、其它注意事项 时间安排：从第3周开始上课；下午为2：00－5：00、晚上为6：30～ 9：20。 每次实验为4个学时，共7次实验课。 各专业班级按照我们的计划人数进行分组，各组按照实验轮流表进行实验。不同的组别，同一时间的实验内容不同。 各组选定该组的组长，每次实验课之前由组长拿一张本组的登记表给当堂的指导老师。 实验报告在下一次实验时，由组长收齐，交回原实验老师。再一次做实验时可以取第一次的实验报告。 地点：物理实验中心位于B5栋B座二楼和三楼。 实验轮流表(样表): 二、测量和测量误差 1、测量： 定义：在一定条件下，将待测量与标准计量仪 器进行比较，从而确定被测量的数值和 单位。 3、误差的定义 某物理量X的测量值为 ，真值为μ，算 术平均值为 4、误差的分类 （1）系统误差 特点：误差的大小和符号总是保持恒定，或 按一定规律以可约定的方式变化，用 “正确度”表示其大小。 来源：①仪器固有缺陷; ②实验理论公式的近似性或方法不完善； ③操作者生理或心理因素； ④实验环境、测量条件不合要求。 处理方法：修正理论公式、采用适当实验方法 （2）随机误差（偶然误差） 特点：对每次测量值来说，误差的绝对值和 符号变化不定；但对大量测量值，其变 化则服从确定的正态统计分布规律；用 “精密度”来表示其大小。 来源: ①环境和实验条件起伏变化； ②判断、读数估计的差异。 处理方法：取多次测量的算术平均值 （3）粗大误差 特点：误差值很大，且无规律 来源: ①观察者的粗心大意 ②测量条件发生突变 处理方法：按照一定的规律剔除 三、测量结果的误差估算 2、随机误差的估算 （1）测量列的标准差 设对某一真值为μ的物理量X进行n次等精度测量，得到一测量列 ， ，……， ，测量列的标准差 定义为 （2）算术平均值 的标准偏差: 内容：对一服从正态分布的测量列，求 和 ，选定一个危险率a（查表）， 再根据测量次数n通过查表得到临界 值 ，设 ， 若 ，则 为异常数据。不 断反复直到没有异常数据。 适用条件：测量列服从正态分布。 具体的步骤和方法见课本P10～ P11 四、 测量不确定度表示 主要内容： 测量不确定度的基本概念 A类标准不确定度的评定 B类标准不确定度的评定 合成标准不确定度 （1）测量不确定度：是指对测量结果不能确 定的程度，提供测量结 果的值以一定概率落在 某个区间。 注意： ①测量不确定度表示是国际上评定测量结果 可靠性的约定做法； ②本课程要求测量结果一律用不确定度来评 价测量结果的质量。 (2)标准不确定度： 用标准偏差表示测量结果的不确 定度，称为~~。 可分为两类： A类标准不确定度——用统计方法来分析评定的标准不确定度，用uA表示。 B类标准不确定度——用非统计方